[go: up one dir, main page]

WO1995015580A1 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
WO1995015580A1
WO1995015580A1 PCT/JP1994/002000 JP9402000W WO9515580A1 WO 1995015580 A1 WO1995015580 A1 WO 1995015580A1 JP 9402000 W JP9402000 W JP 9402000W WO 9515580 A1 WO9515580 A1 WO 9515580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
floating gate
gate
transistor
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1994/002000
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Ohmi
Tadashi Shibata
Hideo Kosaka
Takeo Yamashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP95901606A priority Critical patent/EP0739040A1/en
Priority to US08/656,288 priority patent/US5818081A/en
Publication of WO1995015580A1 publication Critical patent/WO1995015580A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C27/00Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/005Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values with non-volatile charge storage, e.g. on floating gate or MNOS
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/06Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons
    • G06N3/063Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons using electronic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/06Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons
    • G06N3/063Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons using electronic means
    • G06N3/065Analogue means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • H10D30/681Floating-gate IGFETs having only two programming levels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • H10D30/6891Floating-gate IGFETs characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the floating gate electrode

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to providing a high-performance semiconductor integrated circuit device for realizing a neural network computer (neuron computer). Another object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor integrated circuit device for realizing a multi-value analog memory.
  • these logic circuits adopt a method of performing operations using digital signals, that is, binary signals of “1” and “0”.
  • digital signals that is, binary signals of “1” and “0”.
  • the Neumann method is used.
  • instructions are executed one by one according to a predetermined program.
  • very high-speed calculations can be performed for simple numerical calculations, but calculations such as bat- tane recognition and image processing require an enormous amount of time.
  • they are very weak at information processing, which is what humans are best at, such as association and learning, and various software technologies are currently being researched, but tremendous results have been obtained. It is not at present.
  • neuron computer that can study the functions of the brain of living organisms and perform arithmetic processing that mimics that function, that is, a neural circuit computer
  • neural circuit computer There is another trend of research to develop (neuron computer). Such research began in the 1940's, but has been very active in recent years. This is due to the fact that such neuron computers can be implemented in hardware as LSI technology advances. However, there are still many problems in making a neuron computer into an LSI chip using the current semiconductor LSI technology, and the reality is that little has been said about the practical application.
  • the human brain has an extremely complex structure and very advanced functions, but its basic configuration is very simple. In other words, it is composed of neurons with arithmetic functions called neurons, and nerve fibers that transmit the operation results to other neurons, so to speak, function as wiring.
  • Figure 14 shows a simplified model of the basic unit structure of the brain.
  • 1401a, 1401b and 1401c are neurons
  • 1402a, 1402b and 1402c are nerve fibers.
  • 1403a, 1403b, and 1403c are called synaptic connections.
  • w weighted neurons
  • the neuron 1401a takes a linear sum of the input signal intensities, and when the total value exceeds a certain threshold, the nerve cell is activated and outputs a signal to the nerve fiber 1402b. If the sum is below the threshold, the neuron does not output a signal. When the total value exceeds the threshold and two eurons emit a signal, the neuron is said to have “fired”.
  • Figure 15 (a) is a drawing illustrating the function of one neuron, that is, one neuron.In 1943, McCullock and Pitts (Bull: Math. Biophys. Vol. 5, p. 115 ( 1943)) as a mathematical model. At present, this model is realized with semiconductor circuits, and research on configuring neuron computers is being actively pursued.
  • VV 2 , V 3 ,..., V n are n input signals defined as, for example, voltage magnitudes, and correspond to signals transmitted from other neurons.
  • w v w 2 , w 3 ,..., w n are coefficients that represent the strength of the connection between neurons. Biological: This is called a synaptic connection.
  • V out 1 (Z> V TH *) (2)
  • Figure 15 (b) shows Z and V. It shows the relationship of ut , and outputs 1 when Z is sufficiently larger than V TH *, and outputs 0 when Z is sufficiently smaller than V TH *.
  • MOS Neuron MOSFET
  • FIG. 16 (a) is a simplified view of an example of a MOS cross-sectional structure, wherein 1601 is a P-type silicon substrate, 1602 and 1603 are a source and a drain formed of an N + diffusion layer, and 1604 is a channel region.
  • FIG. 17 is a further simplified drawing for explaining the operation. If the capacitance coupling coefficient between each input gate and the floating gate is C ⁇ , and the capacitance coupling coefficient between the floating gate and the silicon substrate is C0, the potential Z of the floating gate is
  • V 2 , V 3 and V 4 are input gates respectively
  • G is, a voltage input to the G 3, G 4, the potential of the silicon substrate to 0V, was to have been ie ground.
  • This MOS is a normal N-channel MOS transistor when the floating gate is regarded as a gate electrode.
  • the voltage from the floating gate (the voltage at which the inversion layer is formed on the surface of the substrate) is expressed as V ⁇ *. then, 2> ⁇ 13 ⁇ 4 * above Les ⁇ 405 O down, turn off the Z ⁇ V TII *.
  • V ⁇ * the voltage at which the inversion layer is formed on the surface of the substrate
  • 1610 and 1611 are resistors for forming an inverter
  • 1612 is an NMOS transistor.
  • Figure 19 V. utl , V. Shows ut2 as a function of Z, z> v v for input T.
  • ut0 outputs a high-level voltage of v DD . That is, the state where the neuron is fired is realized.
  • Eq. (4) the basic operation that the input to the neuron is added at the voltage level and the neuron fires when the linear sum exceeds the threshold is realized by a single M ⁇ S. -ing Since the addition in the voltage mode is performed, the current flowing in the input section is only the charge / discharge current of the capacitor, and the magnitude is very small.
  • the inverter a DC current flows when the neuron is fired. This is because the resistor 1610 is used as a load, and according to the above-mentioned invention (Japanese Patent Application No. 11-141463). This direct current can be eliminated by using a CMOS MOS gate.
  • FIG. 20 and FIG. 21 are diagrams illustrating an example of the CMOS configuration.
  • Figure 20 schematically shows the cross-sectional structure of a CMOS neuron gate, where 2001 is a P-type silicon substrate, 2002 is an n-type well, and 2003a and 200 3b is an N + type source and drain, 204a and 200b are respectively a P + type source and drain, 205 is a floating gate, and 206a to d are respectively Input gate electrode.
  • Reference numerals 2 0 7 and 2 0 8 denote insulating films such as Si 0 2 and the like, and 2 0 9 denotes a field oxide film.
  • FIG. 21 shows an example in which one neuron circuit is configured. 210 is a symbol of the CMOS neuron gate of FIG.
  • Reference numeral 201 denotes a CMOS inverter
  • reference numerals 210 and 210 denote NMOS and PMOS transistors, respectively.
  • 210 is the output of the neuron.
  • MOS is an indispensable element in realizing a neuron computer.
  • Fig. 22 shows an example of the basic configuration of a new mouth circuit including synaptic connections configured by conventional technology.
  • Reference numeral 222 denotes a neuron circuit as shown in FIG. 18, for example, and reference numeral 222 denotes a wiring for transmitting an output signal of another neuron.
  • Reference numeral 222 denotes a synapse connection circuit, which is a circuit for assigning weight to an input signal.
  • Load resistor R + RJ connected source follower connected to source 222 of NMOS transistor 222 It is a circuit. Therefore, when the output voltage ⁇ ⁇ of the fired neuron is applied to the gate electrode 222 of the NM OS transistor, a voltage of V s — V TH appears at the source 222 (where V is TH is the threshold voltage of the NMOS transistor 222.
  • the potential of the source 222 becomes equal to V s, and this voltage is divided by the two resistors R and R x , and the output voltage of the synapse coupling circuit And transmitted to neuron 222 by connection 222.
  • the weight can be changed by making the value of Rx variable.
  • FIG. 23 shows an example of a method of realizing a variable resistor. For example, if a constant voltage is applied to the gate of one MOS transistor 2301, this transistor acts as one resistor. The resistance value can be changed by changing the value of v6 (J.
  • FIG. 23 (b) shows an example of a circuit for controlling the value of V, which is composed of a 4-bit binary counter 2302 and a D / A converter 2303. ing.
  • the synaptic connection strength is represented by a 4-bit binary number, which is converted to an analog voltage by the DZA converter 2303 and output as a value.
  • To enhance the synaptic causes the countdown ⁇ down the value of the counter by the control signal, it may be reduced to a value of [nu 66.
  • to weaken the synaptic connection strength count up and increase the value of.
  • the first problem is that in Fig. 22 the voltage is divided by resistors to generate weights. In this method, the current is always kept flowing through this resistor to maintain the weighted output voltage, so that the power of V s 2 / (R + R x ) is always consumed. In this case, even if the power consumption of the neuron 222 is reduced by applying the MOS, the power consumption of the entire circuit will never decrease.
  • a two-layer neural network with one layer consisting of n neurons. The number of spliced connections is n 2 , and the number of synapses is overwhelmingly greater than the number of neurons.
  • the second problem is the fact that the circuit shown in Figure 23 (b), which determines the weight of the coupling problem, requires a large number of elements and cannot be integrated.
  • the strength of each synaptic connection can be changed as needed, and the changed value must be stored.
  • a 4-bit binary counter is used for this purpose, but this alone requires at least about 30 M0S transistors.
  • many elements are required to construct a DZA converter.
  • these circuits consume more power per synaptic connection, which is disadvantageous in terms of power consumption.
  • Figure 24 (a) shows the threshold voltage (V TH ) of an E 2 PROM cell with a tunnel junction as a function of the number of pulses for writing data.
  • the program voltage is 19.5 V
  • the pulse width is 5 msec.
  • the cause can be explained as follows.
  • Figure 24 (b) shows how the number (n) of electrons injected into the floating gate changes over time when a positive program voltage is applied in a step function. It can be seen that many electrons are injected at the beginning of the voltage application and hardly increase after that. This is the basis for charge injection. Fowler-Nordheim Tunneling current flowing in the insulating film
  • the present invention has been made to solve such a problem, and the power consumption is very small, and a synapse connection can be realized with a small number of elements, a high degree of integration, a high accuracy of synapse weighting, It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of realizing a low power consumption two euron computer chip. Disclosure of the invention
  • the semiconductor device includes: an electrically insulated floating gate; a first electrode for charge injection provided via the floating gate and a first insulating film; At least one second electrode for applying a programming pulse provided via the insulating film of the first type, and at least one MOS transistor using the floating gate as a gate electrode, A mechanism for setting the potential of the first electrode to a predetermined value determined from the potential of the floating gate by a charge supplied from a source electrode of the transistor; and a predetermined voltage pulse applied to the second electrode. A mechanism for causing the transfer of electric charge between the floating gate and the first electrode through the first insulating film by applying Sign. Action
  • a synapse connection can be formed by a small number of elements, and the power consumption is extremely low, so that a highly integrated and low power neural network can be realized. Furthermore, it is possible to change the synapse weight value with high precision, and this will enable a practical level of neuron combiner chip to be realized for the first time.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing measurement results of the circuit shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an actual measurement data comparing the embodiment of the present invention and the conventional example.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a circuit diagram illustrating Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 12 is another circuit diagram illustrating Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 13 is a circuit diagram illustrating Embodiment 7 of the present invention.
  • Figure 14 is a model of the basic unit of the brain.
  • Figure 15 (a) is a conceptual diagram explaining the function of one neuron, that is, one neuron.
  • Figure 15 (b) is Z and V. It is a graph showing the relationship of u .
  • FIG. 16 is a simplified conceptual diagram showing an example of the MOS structure.
  • FIG. 17 is a diagram further simplifying the structure of FIG.
  • FIG. 18 is an inverter circuit diagram using the neuron element of FIG.
  • FIG] 9 is a graph showing V out in the circuit of FIG. 18, the V i r as a function of Z.
  • FIG. 20 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a CMOS neuron gate.
  • FIG. 21 is a circuit showing a configuration of one neuron circuit.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of a basic configuration of a neuron circuit including a synaptic connection using a MOS transistor according to a conventional technique.
  • FIG. 23A is a circuit diagram showing an example of a method of realizing a variable resistor
  • FIG. 23B is a circuit diagram showing an example of controlling the value of.
  • Figure 24 is a graph showing the threshold voltage (v TH ) of an EP ROM cell with a tunnel junction as a function of the number of pulses for writing data.
  • FIG. 23 (b) is a graph showing the time change of the number (n) of electrons injected into the floating gate when a positive program voltage is applied in a step function.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
  • ⁇ ,... are control signals, for example, v DD or 0.
  • Reference numeral 101 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 102.
  • 103 is a PMOS transistor, and 104 and 105 are NMOS transistors.
  • the gates of PMOS 103 and NMOS 104 are connected to the signal line, and the gate of NMOS 105 is connected to the signal line VS.
  • V p is an electrode for applying a programming pulse, and a floating gate
  • a floating gate Ichito 1 0 1 between the narrowing electrodes 1 07 write, for example, 1 0 OA thickness of S i 0 2 film Ri Contact with is formed, both the potential difference is sufficiently large, for example, 1
  • the potential of the floating gate is set to 0
  • C p capacity between V p electrode 106 and the floating gate 1 0
  • C T is V T electrode 1 07
  • the capacitance between the floating gate is a stray capacitance.
  • the capacitance between the electrode 108 and the electrode 107 is CE .
  • the threshold of the NMOS 1 05 is to 0V, and also, can be ignored and C T, as C 0 C p> C £.
  • V T terminal 1 07 NMOS transients Since the current flows from the power supply VDD via the transistors 102 and 105, the potential rises and continues to rise until the NMOS transistor 102 turns off. Therefore, its final value is 0 F S — V TN *.
  • V TN * is a threshold value as viewed from the floating gate of NMOS 102.
  • the tunnel oxide film portion 109 also has 0 F S —the charge amount in the floating gate if V TN * is within the range of the power supply voltage. Irrespective of ⁇ , one V pp '+ V TN * (that is, ⁇ 10 V) is always applied when the floating gate is viewed from the electrode 107, so if a constant pulse condition is used, a constant tunneling force Then, a certain amount of electrons is extracted from the floating gate regardless of the amount of charge in the floating gate (31 1? ).
  • V p — Vpp
  • V ⁇ V ⁇ VDD switching order does not matter
  • the synapse weight value that is, the amount of charge in the floating gate is automatically updated any more when it reaches the maximum or minimum. This is a very favorable result in the hardware learning algorithm.
  • FIG. 6 shows actually measured data comparing both the conventional example and the present invention.
  • the threshold value V TH of NMOS 102 viewed from the electrode 106 was measured.
  • the change amount of the threshold value AV TH and the change amount A 0 F of the floating gate voltage are the same, and the following relationship is established with C being a constant.
  • NMOS 105 is set to 0 V, but this may be another value. For example, assuming that the threshold value of NMO S 105 is V TN , when V TN > 0, the potential of electrode 107 only increases up to V s — V TN at the maximum. No.
  • v s may be set to a value equal to or greater than v DD by a bootstrap circuit or the like.
  • a so-called CMO S switch shown in FIG. 7 may be used instead of the NMO S 105.
  • ⁇ 0 1 is an NMOS transistor
  • 702 is a PMOS transistor
  • 703 is a normal inverter. That is, according to the present invention, a floating gate type E "PROM non-volatile memory has conventionally been made impossible without an external control circuit because it depends on the potential difference between both ends of the Fowler-Nordheim tunneling current force isolation film. In each case, it is possible to control the amount of charge in the floating gate with a single pulse under the same conditions with high accuracy without using an external control circuit and with a simple circuit. In conventional neural networks , large amounts of time have been spent because external large computers used to monitor the amount of charge in each floating gate of the ROM and controlled with high precision. All that was needed was a single programming pulse, which greatly reduced the learning time.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is different from, the floating gate Bok 1 01 in FIG. 1 and area with NMO S Bok run register, be separated in a region having a V p and V T, 2 two regions thereof, Suitsuchingu That is, they are coupled via the transistor 805, and the NMOS transistor 105 has been eliminated.
  • ⁇ _ ⁇ is a control signal, for example, v DD or 0.
  • 80 1, 80 ⁇ are floating gates separated by a switching transistor 805.
  • Reference numeral 80 denotes the gate electrode of the NMOS transistor 802.
  • 803 is a PMOS transistor
  • 804 is an NMOS transistor.
  • Gate Ichito of PM_ ⁇ S transistor 803, NMO S transistor 804 to the signal line of the Vi, the gate of the switching transistor 805 are connected to the signal line of V s.
  • V p is Ri electrode der for programming pulse application, also used as an input gate Bok for determining the potential of the floating gate Ichito 80 1.
  • V E is also an electrode for applying a programming pulse.
  • a thickness of 10 OA When the Sio 2 film is formed and the potential difference between them is sufficiently large, for example, about 10 V, a current flows due to the Fowler-Nordheim tunneling phenomenon, and the amount of charge (31 ?
  • the potential of the floating gate is 0 F S , (CpVp + C T V T + Q F ) / (C p + C T + C 0 ) '... (7)
  • C n capacity between V p electrode 806 and the floating gate 801
  • C T is the capacitance between V T electrode 807 and the floating gate Ichito 801
  • the C Q a stray capacitance.
  • the capacitance between the electrode 808 and the electrode 807 is CE . Operation is lost NMOS 105 of Example 1, instead, only the switching bets Rungis evening 805 is applied, V p> V E, V s, the V T, the potential change of which electrode also together.
  • the principle is that if the switching transistor 205 is turned off, the floating gate is separated by two parts, 801 and 80 °, so that when electrons are injected or extracted, V p or v E Even if a programming pulse is applied to the NMOS 802, the potential of the gate 80 # of the NMOS 802 is constant. As a result, the value 0 F S — ⁇ ⁇ * read out to the 807 electrode is kept constant while the programming pulse is applied to V p or. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is different from, the PMOS transistor 103 in FIG. 1 gate one gate electrode of the NMOS transistor 904 turns placed NMOS tiger Njisu evening 904 is connected to a signal line of V s, and, NMOS transistor 105 is no longer That is.
  • Reference numeral 901 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 902.
  • 903 is an NMOS transistor.
  • the gate of the NMOS 903 is connected to the V "signal line.
  • Vp is an electrode for applying a programming pulse, and is also used as an input gate for determining the potential of the floating gate 901.
  • V E is also an electrode for applying a programming pulse.
  • H Between the loading gate 901 and the write electrode 906, for example, a SiO 2 film having a thickness of 10 OA is formed.
  • the potential difference between the two is sufficiently large, for example, when the voltage becomes about 10 V, Fowler A current flows due to the Nordheim tunneling phenomenon, and the amount of charge in the floating gate 901. ! ⁇ Changes.
  • the potential of the floating gate is 0 F S , (C p Vp + C T V T + Qp) / (C p + C T + C 0 )... (8)
  • C p capacity between V p electrode 905 and the floating gate 901
  • C T is V T electrode 906 and the floating gate capacitance between one bets, C. Is the stray capacitance. Further, the capacitance between the V E electrode 907 and the electrode 906 and C E.
  • the principle is that if the NMOS transistor 904 is turned off, the drain terminal of the NMOS transistor 902 is cut off from the power supply, so that when electrons are injected or the bow I is cut out, V p or V E the source terminal of NMO S 902 programming Nguparusu is be applied, i.e., the potential of V T electrode 906 is constant.
  • V TN * values ⁇ read the 906 electrodes, V p, or even while the Programmer ramming pulse V E is applied remains constant. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the NMOS transistor having the floating gate is replaced with the PM ⁇ S transistor, and the polarity of the transistor having the gate connected to the signal line of Vi is reversed, ie, the NMOS transistor Is replaced with a PMOS transistor, the PMOS transistor is replaced with an NMOS transistor, and the polarity of the two power supply lines is reversed, and the signal line Vi is also inverted. The effect of is obtained.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is different from, instead placed in the NMOS transistor 102 is PMOS tiger Njisu evening 1002 1, not the source terminal of the NMO S transistor 102 V T electrode 107 in FIG. 1 in FIG. 1, PMO S transistor 1002 This means that the NMOS transistor 105 in FIG. 1 has been eliminated.
  • reference numeral 1001 denotes a floating gate, which is the gate electrode of the PMOS transistor 1002.
  • 1003 is a PMOS transistor and 1004 is an NMOS transistor.
  • the gates of PMOS 1003 and NMOS 1004 are connected to the signal line.
  • the V p is an electrode for programming pulse application, even if the input gate Bok for determining the potential of the floating gate Ichito 1001 used.
  • V E is also an electrode for applying a programming pulse.
  • a floating gate Ichito 1001, between the write electrode 1006, for example, is formed with S i 0 0 film thickness of 100A, both sufficiently large potential difference, if example embodiment, when it is about 10V, A current flows due to the Fowler-Nordheim tunneling phenomenon, and the charge ⁇ 3 ⁇ ? In the floating gate 1001 changes.
  • the potential of the floating gate is 0 F S .
  • V DD that is, the inverted Vi-NDD
  • VTP * is a PMOS transistor This is the threshold as viewed from 1002 floating gate.
  • the positive program voltage is applied to V p or v E in this state.
  • This principle utilizes the fact that applying a positive voltage to the floating gate of the PMOS transistor 1002 turns off the PMOS transistor 1002, and then injecting or extracting electrons afterwards.
  • V p or, the source terminal of the PMO S 1 002 be positive programming Nguparusu is applied to the [nu [pi, i.e., the potential of V T electrode 1 006 is constant. Yotsute thereto, 1 006 read to the electrodes value 0 F S - V Tp * is, V p, or, even while the program pulse is applied to be kept constant. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating the sixth embodiment. As shown in this figure, it may be used as a differential.
  • reference numeral 1101 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 1102 and the PMOS transistor 1103. lambda, V- are each two terminals 1 1 04, 1 output voltage appearing at 1 04 'of the circuit, the electrode 1 1 05 are coupled through the capacitor C ⁇ C 0. 1 1 06 has a gate electrode of an NMOS transistor is connected to the signal line V s.
  • the NMOS 1106 is on, the potential of the floating gate 1101 is set to 0 F S , and the threshold values of the NMOS transistor 1102 and the PMOS transistor 1103 are ⁇ ⁇ * , V Tp *,
  • V E V DD Z2
  • V + 0 F S - V TN *
  • V- 0 F S -V Tp *
  • the 1 1 05 of the potential V E (20 F S - ⁇ ⁇ - V Tp *) It becomes Z2, and the value of the floating gate voltage is read by a certain constant shift.
  • IV TN * I IV Tp * I
  • V E 0 F S becomes, the electrode 1 1 05, the voltage of the floating gate is read out as it is.
  • the same operation as in the first embodiment can be obtained by applying an appropriate voltage as and performing the same operation as in the first embodiment. Further, it is needless to say that the portion of 107 may be completely replaced with the second to fourth embodiments. The same effect can be obtained with a circuit as shown in FIG.
  • FIG. 13 is a circuit diagram illustrating the seventh embodiment. '
  • 1301 indicates a case where the circuit is used as a synapse of a neural network.
  • switch transistor 1304 When electron injection and bow I extraction are performed, switch transistor 1304 is turned on, an appropriate voltage is applied, and the same operation as in embodiment 1 is performed. Powerful.
  • a switch transistor for separating 1301 and 1302 may be provided.
  • 1301 may be used as a differential as in the sixth embodiment.
  • the program voltage application electrode may be plural. Having more than one allows for selective programming. Needless to say, more excellent effects can be obtained by appropriately combining the first to seventh embodiments.
  • a synaptic connection can be formed by a small number of elements, and the power consumption is very small, so that a highly integrated and low power neural network can be realized. Further Therefore, it is possible to change the synapse weight value with high precision, and this makes it possible to realize a practical level neuron computer chip for the first time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

Synapse can be formed from a smaller number of elements in a low-power semiconductor device, which realize a highly integrated neural network. Precise modifications of synapse weighting becomes possible and a neuron computer chip of a practical level can be accomplished. The semiconductor device includes a first electrode for charge injection, connected to a floating gate through a first insulating film; a second electrode for applying programming pulses, connected to the floating gate through a second insulating film; and a MOS transistor using the floating gate as its gate electrode, wherein the charge supplied from the source electrode of the MOS transistor sets the potential at the first electrode to a predetermined value determined by the potential of the floating gate, and charges are transferred between the floating gate and the first electrode through the first insulating film by applying a predetermined pulsating voltage to the second electrode.

Description

半導体装置 技術分野  Semiconductor device technology

本発明は、 半導体装置に係わり、 特に神経回路網コンピュータ (ニューロンコ ンピュータ) を実現するための高機能半導体集積回路装置を提供するものであ る。 更に、 多値のアナログメモリを実現するための高機能半導体集積回路装置を 提供するものである。  The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to providing a high-performance semiconductor integrated circuit device for realizing a neural network computer (neuron computer). Another object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor integrated circuit device for realizing a multi-value analog memory.

背景技術 Background art

半導体の集積回路技術は実に驚くべき速度で進んでおり、 例えばダイナミッ ク · メモリを例にとるなら、 4メガビッ トカ、ら 1 6メガビッ トがすでに量産体制 にあり、 6 4メガビット以上の容量をもった超々高密度メモリも研究レベルでは 実現されつつある。 6 4メガビットメモリは、 せいぜい 1 c m四方のシリコンチ ップ上に実に約 1億 2 0 0 0万個もの MO S トランジスタが集積されている。 こ のような超高集積化技術はメモリ回路ばかりでなく論理回路にも応用され、 3 2 ビッ 卜から 6 4ビッ卜の C P Uをはじめとする、 様々な高機能論理集積回路が開 発されている。  Semiconductor integrated circuit technology is progressing at an astonishingly rapid pace.For example, taking dynamic memory as an example, 4 Mbit / s, 16 Mbit / s, etc. are already in mass production and have a capacity of 64 Mbits or more. Ultra-high density memory is also being realized at the research level. A 64 megabit memory has at most about 1.2 million MOS transistors integrated on a silicon chip of at most 1 cm square. Such ultra-high integration technology is applied not only to memory circuits but also to logic circuits, and various high-performance logic integrated circuits such as 32 to 64 bit CPUs have been developed. I have.

しかし、 これらの論理回路はデジタル信号、 すなわち 「1」 と 「0」 という 2 値の信号を用いて演算を行なう方式を採用しており、 例えばコンピュータを構成 する場合は、 ノイマン方式といって、 あらかじめ決められたプログラムに従って 1つ 1つ命令を実行していく方式である。 このような方式では単純な数値計算に 対しては非常に高速な演算が可能であるが、 バタン認識や画像処理といった演算 には膨大な時間を要する。 さらに、 連想、 学習といったいわば人間が最も得意と する情報処理に対しては非常に不得手であり、 現在様々なソフトウエア技術の研 究が行なわれているが、 はかばかしい成果は得られていないのが現状である。 ここで、 これらの困難を一挙に解決するため、 生物の脳の機能を研究し、 その機 能を模倣した演算処理の行なえるコンピュータ、 すなわち神経回路コンピュータ (ニューロンコンピュータ) を開発しょうというまた別の流れの研究がある。 このような研究は、 1 9 4 0年代より始まっているが、 ここ数年来非常に活発 に研究が展開されるようになった。 それは L S I技術の進歩にともない、 このよ うなニューロンコンピュータのハードウエア化が可能となったことによる。 しかしながら、 現状の半導体 L S I技術を用いてニューロンコンピュータを L S Iチップ化するにはまだまだ様々な問題があり、 実用化のメ ドはほとんどた つていないのが実情である。 However, these logic circuits adopt a method of performing operations using digital signals, that is, binary signals of “1” and “0”. For example, when configuring a computer, the Neumann method is used. In this method, instructions are executed one by one according to a predetermined program. With such a method, very high-speed calculations can be performed for simple numerical calculations, but calculations such as bat- tane recognition and image processing require an enormous amount of time. Furthermore, they are very weak at information processing, which is what humans are best at, such as association and learning, and various software technologies are currently being researched, but tremendous results have been obtained. It is not at present. Here, in order to solve these difficulties at once, a computer that can study the functions of the brain of living organisms and perform arithmetic processing that mimics that function, that is, a neural circuit computer There is another trend of research to develop (neuron computer). Such research began in the 1940's, but has been very active in recent years. This is due to the fact that such neuron computers can be implemented in hardware as LSI technology advances. However, there are still many problems in making a neuron computer into an LSI chip using the current semiconductor LSI technology, and the reality is that little has been said about the practical application.

L S I化における技術的な問題がどこにあるのかを以下に説明する。  The following is a description of where the technical problems in LSI implementation are.

人間の脳は極めて複雑な構造を有し、 非常に高度な機能を有しているが、 その 基本的な構成は非常に単純である。 すなわち、 ニューロンと呼ばれる演算機能を もった神経細胞と、 その演算結果を他のニューロンに伝える、 いわば配線の役割 を担つた神経繊維とから構成されている。  The human brain has an extremely complex structure and very advanced functions, but its basic configuration is very simple. In other words, it is composed of neurons with arithmetic functions called neurons, and nerve fibers that transmit the operation results to other neurons, so to speak, function as wiring.

この脳の基本単位の構成を簡略化してモデルで描いたのが図 1 4である。 1 4 0 1 a , 1 4 0 1 b , 1 4 0 1 cはニューロンであり、 1 4 0 2 a , 1 4 0 2 b , 1 4 0 2 cは神経繊維である。 1 4 0 3 a, 1 4 0 3 b , 1 4 0 3 cはシナプス結合とよばれ、 例えば神経繊維 1 4 0 2 aを伝わって来た 信号に w。という重みをかけ、 ニューロン  Figure 14 shows a simplified model of the basic unit structure of the brain. 1401a, 1401b and 1401c are neurons, and 1402a, 1402b and 1402c are nerve fibers. 1403a, 1403b, and 1403c are called synaptic connections. For example, a signal transmitted through a nerve fiber 1402a is called w. Weighted neurons

d 1 4 0 1 aに入力する。 ニューロン Enter d 1 4 0 1 a. Neurons

1 4 0 1 aは入力された信号強度の線形和をとり、 それらの合計値がある閾値を こえると神経細胞が活性化し、 神経繊維 1 4 0 2 bに信号を出力する。 合計値が 閾値以下だとニューロンは信号を出力しない。 合計値が閾値以上になって、 二 ユーロンが信号を出すことを、 そのニューロンが「発火した」 と言う。 1401a takes a linear sum of the input signal intensities, and when the total value exceeds a certain threshold, the nerve cell is activated and outputs a signal to the nerve fiber 1402b. If the sum is below the threshold, the neuron does not output a signal. When the total value exceeds the threshold and two eurons emit a signal, the neuron is said to have “fired”.

実際の脳では、 これらの演算、 信号の伝搬、 重みのかけ算等すべて電気化学現 象によって行われており、 信号は電気信号として伝送 ·処理されている。 人間が 学習する過程は、 シナプス結合における重みが変化していく過程としてとらえら れている。 すなわち、 様々な入力信号の組合せに対し、 正しい出力が得られるよ う重みが徐々に修正され、 最終的に最適の値に落ち着くのである。 つまり人間の 英知はシナプスの重みとして脳に刻みつけられているのである。  In the actual brain, all of these calculations, signal propagation, weight multiplication, etc. are performed by electrochemical phenomena, and signals are transmitted and processed as electrical signals. The process of learning by humans is regarded as the process of changing the weight in synaptic connections. In other words, the weights are gradually adjusted so that the correct output is obtained for various combinations of input signals, and finally settled at the optimal value. In other words, human wisdom is imprinted on the brain as the weight of synapses.

数多くのニューロンがシナプスを介して相互に接続され 1つの層を形成してい る。 これらが人間の脳では、 6層重ね合わされていることが分かっている。 この ような構造、 機能を半導体デバイスを用いて LS Iシステムとして実現すること 力^ ニューロンコンピュータ実現の最も重要な課題である。 Many neurons are interconnected via synapses to form one layer. These are known to be superimposed in the human brain in six layers. this The realization of such a structure and function as an LSI system using semiconductor devices is the most important task of realizing a force neuron computer.

図 1 5 (a) は、 1つの神経細胞、 すなわち 1個のニューロンの機能を説明す る図面であり、 1 943年に McCullockと Pitts(Bull:Math. Biophys. Vol.5, p. 115 ( 1943) )により数学的モデルとして提案されたもの 'ある。 現在もこのモデル を半導体回路で実現し、 ニューロンコンピュータを構成する研究力盛んに進めら れている。 V V2, V3, …, Vnは、 例えば電圧の大きさとして定義される n 個の入力信号であり、 他のニューロンから伝達された信号に相当している。 wv w2, w3, ···, wnはニューロン同士の結合の強さを表す係数で、 生物学的 :こはシナブス結合と呼ばれるものである。 ニューロンの機能は各入力 V -に重み wi (i = l〜n) をかけて線形加算した値 Zが、 ある所定の閾値 νΤΗ*より大と なったときに 「1」 を出力し、 また閾値より小のときに 「0」 を出力するという 動作である。 これを数式で表せば、 Figure 15 (a) is a drawing illustrating the function of one neuron, that is, one neuron.In 1943, McCullock and Pitts (Bull: Math. Biophys. Vol. 5, p. 115 ( 1943)) as a mathematical model. At present, this model is realized with semiconductor circuits, and research on configuring neuron computers is being actively pursued. VV 2 , V 3 ,..., V n are n input signals defined as, for example, voltage magnitudes, and correspond to signals transmitted from other neurons. w v w 2 , w 3 ,..., w n are coefficients that represent the strength of the connection between neurons. Biological: This is called a synaptic connection. The function of the neuron is to output `` 1 '' when the value Z obtained by linearly adding each input V- by weighting w i (i = l to n) is larger than a certain threshold ν ΤΗ *, In addition, this operation outputs “0” when the value is smaller than the threshold. If this is expressed by a formula,

【数 1】  [Equation 1]

Z≡∑w, V (1) Z≡∑w, V (1)

として、 As

Vout= 1 (Z〉VTH*) (2) V out = 1 (Z> V TH *) (2)

o (zく vTH-) (3) o (zku v TH- ) (3)

となる c Becomes c

図 1 5 (b) は、 Zと V。utの関係を表したものであり、 Zが VTH*より十分 大きいときは 1、 十分小さいときは 0を出力している。 Figure 15 (b) shows Z and V. It shows the relationship of ut , and outputs 1 when Z is sufficiently larger than V TH *, and outputs 0 when Z is sufficiently smaller than V TH *.

さて、 このようなニューロンをトランジスタの組合せで実現しょうと思えば、 数多くのトランジスタを必要とするばかり力、、 加算演算を各信号を電流値に変換 してこれを足し合わせることにより行うため、 多くの電流が流れ多大のパワーを 消費することになる。 これでは高集積化は不可能である。 この問題は、 ニューロ ン MOSFET (レ MOSと略) の発明 (発明者:柴田直、 大見忠弘、 特願平 1 - 1 41463号) により解決された。 By the way, if we want to realize such a neuron by a combination of transistors, we need many transistors, and we need to perform addition operation by converting each signal to current value and adding them up. Current flows and consumes a great deal of power. This makes high integration impossible. This problem is due to the invention of the Neuron MOSFET (abbreviated as MOS) (inventors: Naoshi Shibata, Tadahiro Omi, Heihei No. 1) -1 41463).

この発明はたった 1つのトランジスタでニューロンの働きの主要機能を果たす ことができ、 しかも電圧信号をそのまま加算演算することができるため、 ほとん ど電力消費がないという画期的なものである。 図 16 (a) はレ MOS断面構造 の一例を簡略化して示したものであり、 1601は例えば P型のシリコン基板、 1602, 1603は N+拡散層で形成されたソース及びドレイン、 1604は チャネル領域上に設けられたゲート絶縁膜 (例えば S i O2など) 、 1606は 電気的に絶縁され電位的にフローティングの状態にあるフローティングゲ一ト、 1607は例えば S i 09等の絶縁膜、 1608 (Gp G2, Gg, G4) は入力 ゲートでありニューロンの入力に相当する。 The present invention is an epoch-making method that requires only one transistor to perform the main function of the function of the neuron, and furthermore, can add the voltage signal as it is, so that there is almost no power consumption. FIG. 16 (a) is a simplified view of an example of a MOS cross-sectional structure, wherein 1601 is a P-type silicon substrate, 1602 and 1603 are a source and a drain formed of an N + diffusion layer, and 1604 is a channel region. A gate insulating film (eg, SiO 2 ) provided thereon, 1606 is a floating gate which is electrically insulated and is in a potential floating state, 1607 is an insulating film such as SiO 9 , 1608 (G p G 2, Gg, G 4) corresponds to the input of an input gate neurons.

図 1 7はその動作を説明するためにさらに簡略化した図面である。 各入力 ゲートとフローティングゲ一ト間の容量結合係数を C^ フローティングゲ一ト とシリコン基板間の容量結合係数を C 0とすると、 フローティングゲ一卜の電位 Zは、  FIG. 17 is a further simplified drawing for explaining the operation. If the capacitance coupling coefficient between each input gate and the floating gate is C ^, and the capacitance coupling coefficient between the floating gate and the silicon substrate is C0, the potential Z of the floating gate is

Z = -w (V^ V2+ V3+ V4) … (4) Z = -w (V ^ V 2 + V 3 + V 4 )… (4)

W≡CGZ (C0+ 4 CG) … (5) とあらわされる。 但しここで、 V2, V3、 V4はそれぞれ入力ゲート W ≡C G Z (C 0 + 4 C G )… (5) Here, V 2 , V 3 and V 4 are input gates respectively

Gり, G3, G4に入力されている電圧であり、 シリコン基板の電位は 0V、 すな わちアースされているとした。 G is, a voltage input to the G 3, G 4, the potential of the silicon substrate to 0V, was to have been ie ground.

このレ MOSはフローティングゲ一トをゲ一ト電極とみれば通常の Nチャネル MOSトランジスタであり、 このフローティングゲートからみた闞電圧 (基板表 面に反転層が形成される電圧) を V^*とすると、 2〉¥*で上記レ^405はォ ンし、 Z<VTII*ではオフする。 つまりこのレ MOS 1609を 1つ用いて例え ば図 18のようなインバータ回路を組めば簡単に 1ケのニューロンの機能が表現 できるのである。 1 6 1 0, 1 6 1 1はインバー夕を構成するための抵抗、 1612は NMOSトランジスタである。 図 19は、 V。utl, V。ut2を Zの関数 として示したものであり、 z〉vT の入力に対し v。ut0は vDDのハイレベルの 電圧を出力している。 つまりニューロンが発火した状態を実現している。 ( 4 ) 式で示したように、 ニューロンへの入力が電圧レベルで加算され、 その 線形和が閾値以上になるとニューロンが発火するという基本的な動作がたつた 1 つのン M〇Sによって実現されているのである。 電圧モードの加算を行なうの で、 入力部で流れる電流はコンデンサの充放電電流のみであり、 その大きさは非 常に小さい。 一方、 インバータでは、 ニューロン発火時に直流電流が流れるが、 これは、 負荷として、 抵抗 1 6 1 0を用いているためであり、 前記発明 (特願平 1 一 1 4 1 4 6 3号) による C MO S構成のレ MO Sゲ一トを用いれば、 この直 流電流はなくすことができる。 This MOS is a normal N-channel MOS transistor when the floating gate is regarded as a gate electrode. The voltage from the floating gate (the voltage at which the inversion layer is formed on the surface of the substrate) is expressed as V ^ *. then, 2> ¥ * above Les ^ 405 O down, turn off the Z <V TII *. In other words, if one MOS 1609 is used and an inverter circuit as shown in Fig. 18 is used, the function of one neuron can be easily expressed. 1610 and 1611 are resistors for forming an inverter, and 1612 is an NMOS transistor. Figure 19, V. utl , V. Shows ut2 as a function of Z, z> v v for input T. ut0 outputs a high-level voltage of v DD . That is, the state where the neuron is fired is realized. As shown in Eq. (4), the basic operation that the input to the neuron is added at the voltage level and the neuron fires when the linear sum exceeds the threshold is realized by a single M〇S. -ing Since the addition in the voltage mode is performed, the current flowing in the input section is only the charge / discharge current of the capacitor, and the magnitude is very small. On the other hand, in the inverter, a DC current flows when the neuron is fired. This is because the resistor 1610 is used as a load, and according to the above-mentioned invention (Japanese Patent Application No. 11-141463). This direct current can be eliminated by using a CMOS MOS gate.

図 2 0、 図 2 1は、 CMO S構成の一例を示す図面である。 図 2 0は C M O S ニューロンゲートの断面構造を模式的に表したものであり、 2 0 0 1は P型シリ コン基板、 2 0 0 2は n型のゥエル、 2 0 0 3 a , 2 0 0 3 bはそれぞれ N +型 のソース及びドレイン、 2 0 0 4 a, 2 0 0 4 bはそれぞれ P +型のソース及び ドレイン、 2 0 0 5はフローティングゲート、 2 0 0 6 a〜dはそれぞれ入力 ゲートの電極である。 2 0 0 7 , 2 0 0 8は例えば S i 02等の絶縁膜、 2 0 0 9はフィールド酸化膜である。 図 2 1は 1個のニューロン回路を構成した 例であり、 2 0 1 0は図 2 0の CMO Sニューロンゲ一トを記号であらわしたも のであり、 符号を付した部分は図 2 0の番号と対応している。 2 0 1 1 は C M O Sのインバー夕であり、 2 0 1 2 , 2 0 1 3はそれぞれ NM O S及び P M O Sのトランジスタである。 また、 2 0 1 4はニューロンの出力である。 以上の様に、 少数の素子で 1 ケのニューロンが構成でき、 しかもパワー消費が 非常に少ないため M O Sはニューロンコンピュータを実現する上で、 不可欠な 素子となっているのである。 FIG. 20 and FIG. 21 are diagrams illustrating an example of the CMOS configuration. Figure 20 schematically shows the cross-sectional structure of a CMOS neuron gate, where 2001 is a P-type silicon substrate, 2002 is an n-type well, and 2003a and 200 3b is an N + type source and drain, 204a and 200b are respectively a P + type source and drain, 205 is a floating gate, and 206a to d are respectively Input gate electrode. Reference numerals 2 0 7 and 2 0 8 denote insulating films such as Si 0 2 and the like, and 2 0 9 denotes a field oxide film. FIG. 21 shows an example in which one neuron circuit is configured. 210 is a symbol of the CMOS neuron gate of FIG. 20. Symbols in FIG. Corresponds to the number. Reference numeral 201 denotes a CMOS inverter, and reference numerals 210 and 210 denote NMOS and PMOS transistors, respectively. Also, 210 is the output of the neuron. As described above, a single neuron can be configured with a small number of elements, and the power consumption is extremely low, so MOS is an indispensable element in realizing a neuron computer.

しかしながら、 ニューロンコンピュータを実現するには、 ニューロン以外のも う 1つ重要な要素、 すなわちシナプスも構成する必要がある。 図 2 2は、 従来技 術で構成したシナプス結合も含むニュー口ン回路の基本構成の一例である。  However, to realize a neuron computer, it is necessary to configure another important element other than neurons, namely, synapses. Fig. 22 shows an example of the basic configuration of a new mouth circuit including synaptic connections configured by conventional technology.

2 2 0 1は例えば図 1 8に示したようなニューロン回路であり、 2 2 0 2は他 のニューロンの出力信号を伝える配線で'ある。 2 2 0 3はシナプス結合回路であ り、 入力信号に重みを付与するための回路である。 N M O S トランジスタ 2 2 0 4のソース 2 2 0 6に負荷抵抗 (R + RJ を接続したソースフォロワ一 回路となっている。 従って、 NM O S トランジスタのゲート電極 2 2 0 5に発火 したニューロンの出力電圧 νςが印加されると、 ソース 2 2 0 6には、 Vs— VTH なる電圧が出てくる (ここで VTHは、 NMO S トランジスタ 2 2 0 4の閾電圧で ある。 o Reference numeral 222 denotes a neuron circuit as shown in FIG. 18, for example, and reference numeral 222 denotes a wiring for transmitting an output signal of another neuron. Reference numeral 222 denotes a synapse connection circuit, which is a circuit for assigning weight to an input signal. Load resistor (R + RJ connected source follower connected to source 222 of NMOS transistor 222) It is a circuit. Therefore, when the output voltage ν of the fired neuron is applied to the gate electrode 222 of the NM OS transistor, a voltage of V s — V TH appears at the source 222 (where V is TH is the threshold voltage of the NMOS transistor 222. o

例えば、 VTH= 0の MO S トランジスタを用いたとすると、 ソース 2 2 0 6の 電位は Vsと等しくなり、 この電圧が 2つの抵抗 R, Rxで分割されてシナプス結 合回路の出力電圧となり、 結線 2 2 0 7によってニューロン 2 2 0 1に伝えられ る。 この出力電圧は、 V ' R、,Z ( R + Rx) となり、 RXZ (R + Rx) なる重 みが信号電圧 V。に掛けられたことになる。 Rxの値を可変にすることにより重み を変更することができる。 For example, if a MOS transistor with V TH = 0 is used, the potential of the source 222 becomes equal to V s, and this voltage is divided by the two resistors R and R x , and the output voltage of the synapse coupling circuit And transmitted to neuron 222 by connection 222. The output voltage, V 'R ,, Z (R + R x) becomes, R X Z (R + R x) becomes weighted signal voltage V. It will be hung on. The weight can be changed by making the value of Rx variable.

図 2 3は可変抵抗の実現方法の一例を示したものである。 例えば、 1つの M O S トランジスタ 2 3 0 1のゲートに一定の電圧 を印加してやれば、 この トランジスタは 1つの抵抗の働きをする。 v6(Jの値を変化させることによりその 抵抗値を変化させることができる。 FIG. 23 shows an example of a method of realizing a variable resistor. For example, if a constant voltage is applied to the gate of one MOS transistor 2301, this transistor acts as one resistor. The resistance value can be changed by changing the value of v6 (J.

また、 図 2 3 ( b ) は、 V の値を制御する回路の一例を示したもので、 4ビ ッ 卜のバイナリ一カウンタ 2 3 0 2と D/Aコンバータ 2 3 0 3とから構成され ている。 シナプスの結合強さは、 4ビットの 2進数で表現され、 それが、 D ZA コンバータ 2 3 0 3によってアナログ電圧に変換され の値として出力され る。 シナプス結合強度を強めるには、 制御信号によりカウンタの値をカウントダ ゥンさせ、 ν66の値を小さくすればよい。 逆にシナプス結合強度を弱めるには、 カウントアップさせ、 の値を大きくしてやればよい。 FIG. 23 (b) shows an example of a circuit for controlling the value of V, which is composed of a 4-bit binary counter 2302 and a D / A converter 2303. ing. The synaptic connection strength is represented by a 4-bit binary number, which is converted to an analog voltage by the DZA converter 2303 and output as a value. To enhance the synaptic causes the countdown © down the value of the counter by the control signal, it may be reduced to a value of [nu 66. Conversely, to weaken the synaptic connection strength, count up and increase the value of.

さて、 図 2 2及び図 2 3に示したようなシナプス結合回路を用いた場合の問題 点を次に説明する。  Now, problems in the case of using the synapse connection circuit as shown in FIGS. 22 and 23 will be described below.

まず、 第 1の問題点は図 2 2で重みを発生させるのに抵抗による電圧分割を用 いている点である。 この方式ではこの抵抗に常に電流を流し続けることによつ て、 重みを掛けた出力電圧を保持しているため、 常時 Vs 2/ (R + Rx) の電力 を消費することになる。 これでは、 たとえニューロン 2 2 0 1における消費電力 をレ M O Sの応用により減少させても回路全体としての消費電力は決して小さく ならない。 一層が n個のニューロンからなる 2層の神経回路網を考えると、 シナ プス結合の数は n 2個となりニューロンの数よりシナプスの数の方が圧倒的に多 いのである。 従って、 常時電流を流し続けなければならないシナプス結合回路を 用いる限り、 実用的な規模の神経回路網を構成することは消費電力が過大とな り、 事実上設計不可能となっている。 R + Rxの値を十分大きくすることにより 消費電力を減少させることはできなるが、 こうした場 C。utを充放電するため の時定数が非常に大きくなり、 シナプス回路の動作速度が著しく劣化することに なる。 First, the first problem is that in Fig. 22 the voltage is divided by resistors to generate weights. In this method, the current is always kept flowing through this resistor to maintain the weighted output voltage, so that the power of V s 2 / (R + R x ) is always consumed. In this case, even if the power consumption of the neuron 222 is reduced by applying the MOS, the power consumption of the entire circuit will never decrease. Consider a two-layer neural network with one layer consisting of n neurons. The number of spliced connections is n 2 , and the number of synapses is overwhelmingly greater than the number of neurons. Therefore, as long as a synaptic connection circuit that must constantly supply current is used, constructing a practical-scale neural network requires excessive power consumption and is virtually impossible to design. It is not possible to reduce power consumption by increasing the value of R + Rx sufficiently. The time constant for charging and discharging ut becomes very large, and the operating speed of the synapse circuit will be significantly degraded.

第 2の問題点は、 結合の問題の重みを決める、 図 2 3 ( b ) に示した回路が多 数の素子を必要とし、 高集化できないという事実である。 学習機能を有する神経 回路網を構成するためには、 各シナプス結合の強さは適宜変更ができ、 かつその 変更した値を記憶しておく必要がある。 図 2 3 ( b ) では、 このために 4ビッ ト のバイナリーカウンターを用いているが、 これだけでも最低 3 0個程度の M 0 S トランジスタを必要とする。 さらに DZAコンバータを構成するためにも多くの 素子を必要とする。 さらにこれらの回路が、 1つのシナプス結合当り、 さらに多 くの電力を消費することになり、 消費電力の面からも不利となるのである。  The second problem is the fact that the circuit shown in Figure 23 (b), which determines the weight of the coupling problem, requires a large number of elements and cannot be integrated. In order to construct a neural network having a learning function, the strength of each synaptic connection can be changed as needed, and the changed value must be stored. In Figure 23 (b), a 4-bit binary counter is used for this purpose, but this alone requires at least about 30 M0S transistors. Furthermore, many elements are required to construct a DZA converter. Furthermore, these circuits consume more power per synaptic connection, which is disadvantageous in terms of power consumption.

. シナプス構成に必要な素子数を低減させる方法として、 フローティングゲート 型の E P R〇Mや E 2 P R O Mの不揮発性メモリを用いる方法が提案されてい る。 これらのデバイスは、 フローティングゲート内の電荷の量によって、 その闞 値が変化するため、 電荷の量によってアナログ的に重みを記憶することができ る。 一個のトランジスタで重みを記憶できるため 1つ 1つのシナプス回路は、 図 2 3 ( b ) の回路にくらべて小さくすることができる。 しかしながら、 これを重 みとして読み出し、 前段のニューロンの出力に乗算するためには、 やはり相当複 雑な回路を必要とする。 例えば、 2つの E^ P R OMメモリセルを用いた差動增 幅回路を構成し 〔D. Soo and R. Meyer, "A Four-Quadrant NMOS Anal ogue Multipl ier, " IEEE J. Sol id State Ciruits, Vol. sc-17, No. 6, Dec. , 1982〕 、 重 みを掛けた結果を電流信号として読み出すことになる。 回路の大幅な簡単化を達 成できな t、ばかりか、 常時電流を流すことにより重みの掛け算を行うため消費電 力が非常に大きくなり、 やはり大規模ニューラルネットワーク構成には用いるこ とができない。 さらに重大な問題点を図 2 4に示す。 As a method for reducing the number of elements required for synapse configuration, a method using a nonvolatile memory such as a floating gate type EPR〇M or E 2 PROM has been proposed. These devices change their values depending on the amount of charge in the floating gate, and thus can store weights in an analog manner based on the amount of charge. Since the weight can be stored by one transistor, each synapse circuit can be made smaller than the circuit of Fig. 23 (b). However, in order to read this out as a weight and multiply it by the output of the previous neuron, a considerably complicated circuit is still required. For example, a differential amplifier using two E ^ PROM memory cells is configured [D. Soo and R. Meyer, "A Four-Quadrant NMOS Analogue Multiplier," IEEE J. Solid State Ciruits, Vol. Sc-17, No. 6, Dec., 1982], the result of weighting is read out as a current signal. Not only can the circuit not be greatly simplified, but also because the weight is multiplied by constantly flowing current, the power consumption becomes extremely large, and it cannot be used for large-scale neural networks. . A more serious problem is shown in Figure 24.

図 2 4 ( a ) はトンネル接合を有する E 2 P R OMセルの閾電圧 (VTH) を、 データ書き込み用のパルスの数の関数として示したものである。 プログラム電圧 は 1 9 . 5 Vであり、 パルスの幅、 5 m s e cである。 プログラム用の制御電極 に正のパルスを加えると電子がフローティングゲ一ト に注入され閾値は正方向 にシフ卜する。 逆に負のパルスを印加すると電子がフローティングゲ一卜から放 出されて、 閾値は負の方向にシフトする。 図から明らかな様に、 最初の一個のパ ルスによって閾値は大きくシフトし、 その後のパルスによっては非常にわずかし か変化していないことが分る。 これでは、 閾値を細く変化させて、 シナプスの重 みを、 数多くのレベルに調整することは不可能である。 Figure 24 (a) shows the threshold voltage (V TH ) of an E 2 PROM cell with a tunnel junction as a function of the number of pulses for writing data. The program voltage is 19.5 V, the pulse width is 5 msec. When a positive pulse is applied to the control electrode for programming, electrons are injected into the floating gate, and the threshold shifts in the positive direction. Conversely, when a negative pulse is applied, electrons are emitted from the floating gate, and the threshold shifts in the negative direction. As is evident from the figure, the threshold shifts greatly with the first pulse, and changes very little with subsequent pulses. This makes it impossible to adjust the weight of synapses to many levels by finely changing the threshold.

この原因は次の様に説明することができる。  The cause can be explained as follows.

図 2 4 ( b ) は、 正のプログラム電圧をステップ関数的に印加したときの、 フ ローテイングゲートに注入される電子の数 (n ) の時間変化の様子を示したもの である。 電圧印加の初期に数多くの電子が注入され、 その後はほとんど増加しな いことが分る。 これは、 電荷注入の基本となっている。 絶縁膜中を流れる Fowler -Nordheim Tunnelingという電流が、  Figure 24 (b) shows how the number (n) of electrons injected into the floating gate changes over time when a positive program voltage is applied in a step function. It can be seen that many electrons are injected at the beginning of the voltage application and hardly increase after that. This is the basis for charge injection. Fowler-Nordheim Tunneling current flowing in the insulating film

【数 2】  [Equation 2]

b b

I oc V" e x p (ー一 ) ( 6 )  I oc V "e x p (-1) (6)

という式に従って、 絶縁膜両端の電位差 Vに依存するためである。 即ち、 初期の トンネル電流によってフローティングゲ一ト内の電子の数が増加すると、 これに よってフローティングゲートの電位が下り、 Vが小さくなり、 その結果としてト ンネル電流が指数関数的に減少してしまうからである。 卜ンネル電流を一定値に 制御し、 シナプス加重を精度よく変更するには、 フローティングゲート内の電荷 の数に応じてパルス電圧の大きさやパルス幅を精度よくコントロールする必要が あり、 さらに多くの回路を要する結果となる。 要するに、 従来知られた技術では、 低消費電力化、 高集積化、 さらにシナプス 加重の精度のいずれの面からも神経回路網の構成はほとんど不可能と言わざるを 得ない。 従って、 従来の技術ではニューロンコンピュータを実現することはでき ないのである。 This depends on the potential difference V between both ends of the insulating film according to the following equation. That is, if the number of electrons in the floating gate increases due to the initial tunnel current, the potential of the floating gate drops, and V decreases, resulting in an exponential decrease in the tunnel current. Because. In order to control the tunnel current to a constant value and accurately change the synapse weight, it is necessary to precisely control the magnitude and pulse width of the pulse voltage according to the number of charges in the floating gate. Is required. In short, it is almost impossible to construct a neural network with conventional technologies in terms of low power consumption, high integration, and synaptic weighting accuracy. Therefore, the neuron computer cannot be realized by the conventional technology.

そこで本発明は、 このような問題点を解決するためになされたものであり、 消 費電力が非常に小さく、 かつ少数の素子でシナプス結合が実現でき、 高集積度、 シナプス加重の高精度、 低消費電力の二ユーロンコンピュータチップを実現する ことのできる半導体装置を提供するものである。 発明の開示  Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and the power consumption is very small, and a synapse connection can be realized with a small number of elements, a high degree of integration, a high accuracy of synapse weighting, It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of realizing a low power consumption two euron computer chip. Disclosure of the invention

本発明の半導体装置は、 電気的に絶縁されたフローティングゲートと、 前記フ ローティングゲートと第 1の絶縁膜を介して設けられた電荷注入用の第 1の電極 と、 前記フローティングゲートと第 2の絶縁膜を介して設けられたプログラミン グパルス印加用の少なくとも 1つの第 2の電極と、 前記フローティングゲ一トを ゲ一ト電極とする少なくとも 1つの MO S型トランジスタを有し、 前記 MO S型 トランジスタのソース電極より供給される電荷により前記第 1の電極の電位を、 前記フローティングゲ一卜の電位より決定される所定の値に設定する機構と、 前 記第 2の電極に所定の電圧パルスを印加することにより、 前記フローティング ゲートと前記第 1の電極との間で前記第 1の絶縁膜を介して電荷の授受を生ぜし める機構を有することを特徴とする。 作用  The semiconductor device according to the present invention includes: an electrically insulated floating gate; a first electrode for charge injection provided via the floating gate and a first insulating film; At least one second electrode for applying a programming pulse provided via the insulating film of the first type, and at least one MOS transistor using the floating gate as a gate electrode, A mechanism for setting the potential of the first electrode to a predetermined value determined from the potential of the floating gate by a charge supplied from a source electrode of the transistor; and a predetermined voltage pulse applied to the second electrode. A mechanism for causing the transfer of electric charge between the floating gate and the first electrode through the first insulating film by applying Sign. Action

本半導体装置は、 少数の素子によってシナプス結合が構成でき、 しかも電力消 費が非常に少ないため、 神経回路網の高集積化、 低電力化が可能となる。 さらに 高精度のシナプス加重値の変更が可能となり、 これによつて初めて実用的なレべ ルのニュ一ロンコンビユーダチップを実現することができるのである。 図面の簡単な説明  In this semiconductor device, a synapse connection can be formed by a small number of elements, and the power consumption is extremely low, so that a highly integrated and low power neural network can be realized. Furthermore, it is possible to change the synapse weight value with high precision, and this will enable a practical level of neuron combiner chip to be realized for the first time. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

図 1は、 本発明の実施例 1を説明する回路図である。 図 2は、 本発明の実施例 1を説明する回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.

図 3は、 本発明の実施例 1を説明する回路図である。  FIG. 3 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.

図 4は、 本発明の実施例 1を説明する回路図である。  FIG. 4 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.

図 5は、 図 1に示した回路の測定結果を示す図である。  FIG. 5 is a diagram showing measurement results of the circuit shown in FIG.

図 6は、 本発明の実施例と従来例とを比較した実測デ'一夕を示す図である。 図 7は、 本発明の実施例 1を説明する回路図である。  FIG. 6 is a diagram showing an actual measurement data comparing the embodiment of the present invention and the conventional example. FIG. 7 is a circuit diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.

図 8は、 本発明の実施例 2を説明する回路図である。  FIG. 8 is a circuit diagram illustrating Embodiment 2 of the present invention.

図 9は、 本発明の実施例 3を説明する回路図である。  FIG. 9 is a circuit diagram illustrating Embodiment 3 of the present invention.

図 10は、 本発明の実施例 5を説明する回路図である。  FIG. 10 is a circuit diagram illustrating Embodiment 5 of the present invention.

図 1 1は、 本発明の実施例 6を説明する回路図である。  FIG. 11 is a circuit diagram illustrating Embodiment 6 of the present invention.

図 12は、 本発明の実施例 6を説明する他の回路図である。  FIG. 12 is another circuit diagram illustrating Embodiment 6 of the present invention.

図 13は、 本発明の実施例 7を説明する回路図である。  FIG. 13 is a circuit diagram illustrating Embodiment 7 of the present invention.

図 14は、 脳の基本単位をモデル化した図である。  Figure 14 is a model of the basic unit of the brain.

図 15は、 図 15 (a) は 1つの神経細胞、 すなわち 1個のニューロンの機能 を説明する概念図であり、 図 15 (b) は Zと V。 u の関係を表したグラフで ある。 Figure 15 (a) is a conceptual diagram explaining the function of one neuron, that is, one neuron. Figure 15 (b) is Z and V. It is a graph showing the relationship of u .

図 16は、 レ MOS構造の一例を示す簡略化した概念図である。  FIG. 16 is a simplified conceptual diagram showing an example of the MOS structure.

図 17は、 図 16の構造を更に簡略化した図である。  FIG. 17 is a diagram further simplifying the structure of FIG.

図 18は、 図 16のニューロン素子を用いたインバーター回路図である。 図】 9は、 図 18の回路における Vo u t, V i rを Zの関数として示したグ ラフである。 FIG. 18 is an inverter circuit diagram using the neuron element of FIG. FIG] 9 is a graph showing V out in the circuit of FIG. 18, the V i r as a function of Z.

図 20は、 CMOSニューロンゲ一卜の断面構造を模式的に表した図である 図 21は、 1個のニューロン回路の構成を示す回路である。  FIG. 20 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a CMOS neuron gate. FIG. 21 is a circuit showing a configuration of one neuron circuit.

図 22は、 従来の技術によるレ MOSトランジスタを用いたシナプス結合も含 むニューロン回路の基本構成の一例を示す回路図である。  FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of a basic configuration of a neuron circuit including a synaptic connection using a MOS transistor according to a conventional technique.

図 23は、 図 23 (a) は可変抵抗の実現方法の一例を示す回路図であり、 図 23 (b) は の値を制御する一例を示す回路図である。  FIG. 23A is a circuit diagram showing an example of a method of realizing a variable resistor, and FIG. 23B is a circuit diagram showing an example of controlling the value of.

図 24は、 図 23 (a) はトンネル接合を有する E P ROMセルの閾電圧 (vTH) を、 データ書き込み用のパルスの数の関数として示したグラフであ り、 図 23 (b) は正のプログラム電圧をステップ関数的に印加した時のフロー ティングゲートに注入される電子の数 (n) の時間変化の様子を示したグラフで ある。 Figure 24 is a graph showing the threshold voltage (v TH ) of an EP ROM cell with a tunnel junction as a function of the number of pulses for writing data. FIG. 23 (b) is a graph showing the time change of the number (n) of electrons injected into the floating gate when a positive program voltage is applied in a step function.

(符号の説明) (Explanation of code)

101, 801, 80 Γ , 901, 1001, 1 101, 1306 フロー ティングゲート (NMOSトランジスタのゲート電極) 、  101, 801, 80Γ, 901, 1001, 1 101, 1306 Floating gate (gate electrode of NMOS transistor),

1 02, 70 1, 802, 804, 902, 903, 1002, 1004, 1 102 NMO Sトランジスタ  102, 70 1, 802, 804, 902, 903, 1002, 1004, 1102 NMOS transistor

103, 702, 803, 904, 1003, 1 103 PMOSトランジス 夕、  103, 702, 803, 904, 1003, 1 103 PMOS Transistor

104 105, 1 106 NMOSトランジスタ、  104 105, 1 106 NMOS transistor,

106 806, 905, 1005 Vp電極、 106 806, 905, 1005 V p electrode,

107 906, 1006 VT電極、 107 906, 1006 V T electrode,

108, 808, 907, 1007, 1 105, 1302 V E  108, 808, 907, 1007, 1 105, 1302 V E

109 トンネル酸化膜部、  109 tunnel oxide film part,

703 通常のインバータ、  703 normal inverter,

805, 1304 スイッチングトランジスタ、  805, 1304 switching transistor,

807 書き込み電極、  807 writing electrode,

1 104, 1 104' 端子、  1 104, 1 104 'terminal,

1 107 部分、  1 107 parts,

1301 ニューラルネッ トワークのシナプス、  1301 Neural network synapse,

1307 電極、  1307 electrode,

1401 a. 1401 b, 1401 c ニューロン、  1401 a. 1401 b, 1401 c neurons,

1402 a, 1402 b, 1402 c 神経繊維、  1402 a, 1402 b, 1402 c nerve fiber,

1403 a, 1403 b, 1403 c シナプス結合、  1403 a, 1403 b, 1403 c synaptic connections,

1601 シリコン基板、  1601 silicon substrate,

1602, 1603 ソース及びドレイン、  1602, 1603 source and drain,

1604 ゲート絶縁膜、 1 606 フローティングゲ一ト、 1604 gate insulating film, 1 606 floating gate,

1 607 絶縁膜、  1 607 insulating film,

1 608 入力ゲート、  1 608 input gate,

1 6 1 0, 1 6 1 1 インバータを構成するための抵抗、 1 6 1 2 MO S トランジスタ、  1 6 1 0, 1 6 1 1 Inverter resistance, 1 6 1 2 MOS transistor,

200 1 シリコン基板、  200 1 Silicon substrate,

2002 ゥエル、 2002 ゥ el,

2003 a ソース、  2003a sauce,

2003 b ドレイン、  2003b drain,

2004 a ソース、 2004a source,

2004 b ドレイン、  2004b drain,

2005 フローティングゲート、  2005 floating gate,

2006 a〜d 入力ゲートの電極、  2006 a-d Input gate electrode,

2007, 2008 絶縁膜、  2007, 2008 Insulation film,

2009 フィ一ルド酸化膜、 2009 Field oxide film,

20 1 0 CMO Sニューロンゲート、  20 10 CMO S neuron gate,

20 1 1 CMO Sのィンバータ、  20 1 1 Inverter of CMO S,

20 1 2 NMOS トランジスタ  20 1 2 NMOS transistor

20 1 3 PMOSのトランジスタ、  20 1 3 PMOS transistor,

20 1 4 ニューロン回路の出力端子、 20 1 4 Output terminal of neuron circuit,

220 1 ニューロン回路、  220 1 Neuron circuit,

2202 他のニューロンの出力信号を伝える配線、 2203 シナプス結合回路、  2202 Wiring for transmitting output signals of other neurons, 2203 Synapse connection circuit,

2204 NMOS トランジスタ、 2204 NMOS transistor,

2205 ゲート電極、 2205 gate electrode,

2206 ソース、 2206 sauce,

2207 結線、 2207 connection,

230 1 MO S トランジスタ、 230 1 MO S transistor,

2302 バイナリーカウンタ、 2303 DZAコンバータ。 発明を実施するための最良の形態 2302 binary counter, 2303 DZA converter. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例 1 )  (Example 1)

本発明の第 1の実施例を図 1に示す。 図に於いて、 ν,·は制御信号であり、 例 えば、 vDDまたは、 0となる。 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, ν,... Are control signals, for example, v DD or 0.

1 0 1は、 フローティングゲ一トであり、 NMOS トランジスタ 1 02のゲ一 ト電極となっている。 1 03は、 PMOS トランジスタ、 1 04, 1 05は NMO S トランジスタである。 PMOS 1 03, NMOS 1 04のゲートは の信号線に、 NMOS 1 05のゲートは VSの信号線にそれぞれ接続されて いる。 Vpはプログラミングパルス印加用の電極であり、 フローティングゲ一トReference numeral 101 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 102. 103 is a PMOS transistor, and 104 and 105 are NMOS transistors. The gates of PMOS 103 and NMOS 104 are connected to the signal line, and the gate of NMOS 105 is connected to the signal line VS. V p is an electrode for applying a programming pulse, and a floating gate

1 0 1の電位を決めるための入力ゲートとしても用いられる。 また、 も、 プ ログラミングパルス印加用の電極である。 フローティングゲ一ト 1 0 1と、 書き 込み電極 1 07の間には、 例えば、 1 0 OAの厚さの S i 02膜が形成されてお り、 両者の電位差が十分大きく、 例えば、 1 0V程度になったとき、 ファウラー ノルドハイムトンネリング現象によって、 電流が流れ、 フローティングゲート 1 0 1内の電荷量^^が変化する。 ここで、 フローティングゲ一卜の電位を 0It is also used as an input gate for determining the potential of 101. Are also electrodes for applying a programming pulse. A floating gate Ichito 1 0 1, between the narrowing electrodes 1 07 write, for example, 1 0 OA thickness of S i 0 2 film Ri Contact with is formed, both the potential difference is sufficiently large, for example, 1 When the voltage drops to about 0 V, current flows due to the Fowler-Nordheim tunneling phenomenon, and the charge ^^ in the floating gate 101 changes. Here, the potential of the floating gate is set to 0

F とすると、 F

0F S= (CpVp+CTVT+QF) / (Cp+CT+C0) … (6) 0 F S = (C p Vp + C T V T + Q F ) / (C p + C T + C 0 )… (6)

となる。 ここで、 Cpは、 Vp電極 106とフローティングゲート 1 0 1の間の容 量、 CTは、 VT電極 1 07とフローティングゲート間の容量、 は浮遊容量で ある。 また、 電極 1 08と電極 1 07との間の容量を CEとする。 Becomes Here, C p is capacity between V p electrode 106 and the floating gate 1 0 1, C T is V T electrode 1 07 and the capacitance between the floating gate, is a stray capacitance. The capacitance between the electrode 108 and the electrode 107 is CE .

次に、 この回路の動作を説明する。  Next, the operation of this circuit will be described.

簡単のために、 NMOS 1 05の閾値は、 0Vに、 また、 CT, C0 Cp> C£ として と無視できるものとする。 はじめに、 待機状態の時、 すなわ

Figure imgf000015_0001
For simplicity, the threshold of the NMOS 1 05 is to 0V, and also, can be ignored and C T, as C 0 C p> C £. First, when in the standby state,
Figure imgf000015_0001

ち、 vp= VE= 0、 V, = Vs= VDDのとき、 PMO S 1 0 3は O F F、 NMOS 1 04と 1 05は ONとなり、 回路は、 等価的に図 2のように書ける。 次に、 V.= 0にすると、 PMOS 1 03が ONし、 NMOS 1 04が OFFし て回路は、 図 3と等価になる。 このとき、 VT端子 1 07は、 NMOS トランジ スタ 1 0 2と 1 0 5を介して、 電源 VDDより電流が流れ込むため、 電位が上昇 し、 NMO S トランジスタ 1 0 2が O F Fするまで上昇を続ける。 従って、 その 最終値は、 0F S— VTN*となる。 ここで、 VTN*は、 NMO S 1 0 2のフローティ ングゲ一卜から見た閾値である。 このとき、 電極 1 0 7とフローティングゲ一ト 1 0 1間の電位差は、 0 F S— が電源電圧の範囲内であるとすると、 フロー ティングゲ一ト内の電荷量 Q Fに依らず、 常に、 電極 1 0 7からフローティング ゲートを見て VTN*となる。 その後、 Vs= 0として、 NMO S 1 0 5を O F Fに すると、 VT端子は、 電位 0F S—VTN*を保ったままフローティング状態になる。 これを図 4に示す。 この状態で、 フローティングゲートに電子を注入する際に は、 プログラム電圧を Vpp (例えば Vpp= 1 0 V— vT となる電圧) として、 Vp Vppとすると、 トンネル酸化膜部 1 0 9には、 — VTN-が電源電圧の範 囲内であるとすると、 フローティングゲート内の電荷量^^に依らず、 常に、 電 極 1 0 7からフローティングゲ一卜を見て Vpp+ (つまりThat is, when v p = V E = 0, V, = V s = V DD , PMOS 103 is off, NMOSs 104 and 105 are on, and the circuit is equivalently as shown in Figure 2. I can write. Next, when V. = 0, PMOS 103 turns on and NMOS 104 turns off, and the circuit becomes equivalent to FIG. In this case, V T terminal 1 07, NMOS transients Since the current flows from the power supply VDD via the transistors 102 and 105, the potential rises and continues to rise until the NMOS transistor 102 turns off. Therefore, its final value is 0 F S — V TN *. Here, V TN * is a threshold value as viewed from the floating gate of NMOS 102. At this time, the potential difference between the electrode 107 and the floating gate 101 is, assuming that 0 F S — is within the range of the power supply voltage, regardless of the charge amount QF in the floating gate, Looking at the floating gate from the electrode 107, it becomes V TN *. Thereafter, the V s = 0, result to OFF NMO S 1 0 5, V T terminal, a floating state while maintaining the potential 0 F S -V TN *. This is shown in FIG. In this state, when injecting electrons into the floating gate, if the program voltage is V pp (for example, V pp = 10 V-v T ) and Vp Vpp, the tunnel oxide film portion 109 Is, assuming that — V TN -is within the range of the power supply voltage, regardless of the amount of charge in the floating gate ^^, always look at the floating gate from electrode 107 and look at Vpp + (that is,

Figure imgf000016_0001
1 0 V) の同じ 電圧がかかるので、 一定のパルス条件を用いれば、 一定のトンネリングが生じ、 フローティングゲ一ト内の電荷量 Q Fに依らない一定量の電子がフローティング ゲート内に注入される。 また、 フローティングゲートから電子を引き抜く際に は、 プログラム電圧を VPP' (例えば VPP, となる電圧) とし
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0001
Since the same voltage (10 V) is applied, constant pulse conditions cause constant tunneling, and a certain amount of electrons are injected into the floating gate independent of the charge QF in the floating gate. When electrons are extracted from the floating gate, the program voltage is set to V PP '(for example, the voltage that becomes V PP ).
Figure imgf000016_0002

て、 VE= Vpp' とすると、 やはり、 トンネル酸化膜部 1 0 9には、 0F S— VTN* が電源電圧の範囲内であるとするとフローティングゲ一卜内の電荷量。^^に依ら ず、 常に、 電極 1 0 7からフローティングゲートを見て一 Vpp' + VTN* (つま り— 1 0 V) がかかるので、 一定のパルス条件を用いれば、 一定のトンネリング 力生じ、 フローティングゲ一ト内の電荷量(31?に依らない一定量の電子がフロー ティングゲートから引き抜かれる。 さらに、 フローティングゲートから電子を引 き抜く際にには、 Vp=— Vppとしても同様のことが行える。 注入或いは引き抜 き後の (プログラム電圧印加後、 プログラム電圧を印加していた電極の電圧を 0 Vにした後) は、 V ^ V ^ VDD (スイッチングの順不問) として待機状態に する。 Assuming that V E = V pp ', the tunnel oxide film portion 109 also has 0 F S —the charge amount in the floating gate if V TN * is within the range of the power supply voltage. Irrespective of ^^, one V pp '+ V TN * (that is, −10 V) is always applied when the floating gate is viewed from the electrode 107, so if a constant pulse condition is used, a constant tunneling force Then, a certain amount of electrons is extracted from the floating gate regardless of the amount of charge in the floating gate (31 1? ). When electrons are extracted from the floating gate, V p = — Vpp After the injection or extraction (after applying the program voltage, and after setting the voltage of the electrode to which the program voltage was applied to 0 V), V ^ V ^ VDD (switching order does not matter) As a standby state.

この一連の動作を繰り返すことで、 同一条件の単一パルス毎に、 毎回、 一定量 の電子をフローティングゲートから注入、 引き抜きできるようになった。 図 5は 図 1に示した回路の測定結果で、 このことを確かめたものであり、 横軸に動作説 明の待機時の状態でのフローティングゲ一ト電圧 0F Sを、 縦軸にそのフローティ ングゲ一ト電圧に於いて同一条件の単一パルスで注入、 引き抜きを行ったときの フローティングゲート電圧の変化分 A 0F Sをプロットしたものである。 図 5の測 定結果の回路では、 VTN*として、 一 2. 5 Vを用いた'が、 0F S— V^*が電源電 圧の範囲内、 即ち、 一 2. 5 V < 0F S< 2. 5 Vで変化分 は一定である。 従来型 E 2 P R OMの特性の厶 0 がフローティングゲ一ト電圧に対して指数関 数的に減少しているのと対照的である。 尚、 図で黒矢印は、 電子を注入、 弓 iき抜 きを行うに従って変化する方向を表している。 がそれ以外の値、 即ち、 0F S - VTN*が電源電圧の範囲外では、 従来の E2 P R OMの特性が現れて、 一定でな くなつている力、 これは、 全く問題ではない。 なぜならば、 このことで、 逆に、 フローティングゲ一ト内への電荷の注入のし過ぎ、 或いは、 電荷の引き抜き過ぎ によって生ずる酸化膜の絶縁破壊を防止することができるからである。 更に、 二 ュ一ラルネッ トワークのシナプスとしては、 ハードゥヱァ学習を行うときに、 シ ナブスの重みの値、 即ち、 フローティングゲ一ト内の電荷量が、最大または最小 になると自動的にそれ以上更新されなくなり、 ハードウヱァ学習アルゴリズムに おいて実に好ましい結果である。 By repeating this series of operations, it became possible to inject and extract a certain amount of electrons from the floating gate every time a single pulse under the same conditions. Figure 5 In the measurement results of the circuit shown in FIG. 1, which confirmed this, the floating gate Ichito voltage 0 F S in the state of standby in bright operation theory on the horizontal axis, the Floating Nguge foremost vertical axis injecting a single pulse of the same conditions at the G voltage, it plots the variation a 0 F S of the floating gate voltage when subjected to pull-out. In the measurement result circuit of Fig. 5, one 2.5 V was used as V TN *, but 0 F S — V ^ * was within the range of the power supply voltage, that is, one 2.5 V <0 The change is constant at F S <2.5 V. This is in contrast to the fact that the characteristic value 0 of the conventional E 2 PROM decreases exponentially with respect to the floating gate voltage. The black arrow in the figure indicates the direction that changes as electrons are injected and bows are removed. Is a value other than that, that is, 0 F S -V TN * is out of the range of the power supply voltage, and the characteristic of the conventional E 2 P ROM appears, and the force is not constant. Absent. This is because, on the contrary, it is possible to prevent the dielectric breakdown of the oxide film caused by excessive injection of charges into the floating gate or excessive extraction of charges. Furthermore, as a synapse of a neural network, when performing hardwire learning, the synapse weight value, that is, the amount of charge in the floating gate is automatically updated any more when it reaches the maximum or minimum. This is a very favorable result in the hardware learning algorithm.

図 5の測定結果では、 VT として、 —2. 5 Vを用いたが、 これ以外の閾値 でも、 A 0r Sが一定になる領域がずれるだけで、 同様の結果が得られる。 更に、 図 6は従来例と本発明の両方を比較した実測データである。 図 6では一連の注入 動作を一回行った後、 電極 1 0 6から見た NMO S 1 0 2の閾値 VTHを測定して いった。 閾値の変化分 A VTHとフローティングゲ一ト電圧の変化分 A 0 F "は同一 のものであり、 Cを定数として、 なる関係がある。In the measurement results of FIG. 5, as the V T, -2. While the 5 V was used, even other threshold, only the region A 0 r S becomes constant deviates, similar results are obtained. FIG. 6 shows actually measured data comparing both the conventional example and the present invention. In FIG. 6, after performing a series of injection operations once, the threshold value V TH of NMOS 102 viewed from the electrode 106 was measured. The change amount of the threshold value AV TH and the change amount A 0 F of the floating gate voltage are the same, and the following relationship is established with C being a constant.

Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001

ここでは、 プログラミング時以外、 vp= vE= oとしたが、 Vp, vEは他の電 圧であっても構わない。 更に、 cT, c0 cn, cEとして cT= c0= 0と無視で きるものとしたが、 これは、 説明を簡単にするためであって、 これ以外の条件の 値を用いても良いことはいうまでもない。 また、 NMO S 1 0 5の閾値を 0 Vと したが、 これも、 他の値でもよい。 例えば、 NMO S 1 0 5の閾値を VTNとする と、 VTN > 0のときは電極 1 0 7の電位は最大で Vs— VTNまでしか上がらな い。 し力、し、 これは、 例えば、 vsをブートストラップ回路等で、 vDD以上の値 とすればよい。 或いは、 NMO S 1 05のかわりに、 図 7に示す、 いわゆる CMO Sスィツチを用いてもよい。 図 7では、 Ί 0 1は NMO S トランジスタ、Here, except for programming, v p = v E = o, but V p and v E may be other voltages. Furthermore, c T , c 0 c n , and c E were assumed to be negligible as c T = c 0 = 0, but this is for the sake of simplicity, and values of other conditions are used Needless to say, this is acceptable. Further, the threshold value of NMOS 105 is set to 0 V, but this may be another value. For example, assuming that the threshold value of NMO S 105 is V TN , when V TN > 0, the potential of electrode 107 only increases up to V s — V TN at the maximum. No. For example, this may be achieved by setting v s to a value equal to or greater than v DD by a bootstrap circuit or the like. Alternatively, a so-called CMO S switch shown in FIG. 7 may be used instead of the NMO S 105. In FIG. 7, Ί 0 1 is an NMOS transistor,

702は PMOS トランジスタであり、 703は、 通常のインバー夕である。 即ち、 本発明によって、 従来、 ファウラーノルドハイムトンネリング電流力絶 縁膜両端の電位差に依存するためにフローティングゲ一ト型の E"PROM不揮 発メモリでは外部制御回路無しでは不可能とされていた、 毎回、 同一条件の単一 パルスでフローティングゲ一ト内の電荷量を高精度にコントロールすることが、 外部制御回路無しで、 しかも単純な回路で、 可能になったのである。 これによつ て、 従来ニューラルネッ 卜ワークでは、 外部の大型コンピュータにより 1つ 1つ の ΕώΡ ROMのフローティングゲ一卜内の電荷量をモニタして高精度にコン卜 ロールしていたために多大な時間を要していたことが、 たった 1発のプログラミ ングパルスで済むようになり、 大幅に学習時間を短縮することができた。 702 is a PMOS transistor, and 703 is a normal inverter. That is, according to the present invention, a floating gate type E "PROM non-volatile memory has conventionally been made impossible without an external control circuit because it depends on the potential difference between both ends of the Fowler-Nordheim tunneling current force isolation film. In each case, it is possible to control the amount of charge in the floating gate with a single pulse under the same conditions with high accuracy without using an external control circuit and with a simple circuit. In conventional neural networks , large amounts of time have been spent because external large computers used to monitor the amount of charge in each floating gate of the ROM and controlled with high precision. All that was needed was a single programming pulse, which greatly reduced the learning time.

(実施例 2)  (Example 2)

図 8は、 本発明の第 2の実施例を説明する回路図である。  FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

図 1と異なるのは、 図 1におけるフローティンゲー卜 1 01が NMO S 卜ラン ジスタを有する領域と、 Vpと VTを有する領域とに分離されていて、 その 2つの 領域が、 スィツチングトランジスタ 805を介して結合していること、 及び、 NMO S トランジスタ 1 05が無くなつたことである。 Figure 1 is different from, the floating gate Bok 1 01 in FIG. 1 and area with NMO S Bok run register, be separated in a region having a V p and V T, 2 two regions thereof, Suitsuchingu That is, they are coupled via the transistor 805, and the NMOS transistor 105 has been eliminated.

図に於いて、 ν_·は制御信号であり、 例えば、 vDDまたは、 0となる。In the figure, ν_ · is a control signal, for example, v DD or 0.

80 1, 80 Γ は、 スイッチングトランジスタ 805によって分離されたフ ローテイングゲートである。 80 Γ は、 NMOS トランジスタ 802のゲート 電極となっている。 803は、 PMOS トランジスタ、 804はNMOS トラン ジス夕である。 PM〇 S トランジスタ 803, NMO S トランジスタ 804の ゲ一トは Viの信号線に、 スイッチングトランジスタ 805のゲートは Vsの信号 線にそれぞれ接続されている。 Vpはプログラミングパルス印加用の電極であ り、 フローティングゲ一ト 80 1の電位を決めるための入力ゲー卜としても用い られる。 また、 vEも、 プログラミングパルス印加用の電極である。 フローティ ングゲ一ト 80 1と、 書き込み電極 807の間には、 例えば、 10 OAの厚さの S i o2膜が形成されており、 両者の電位差が十分大きく、 例えば、 10V程度 になったとき、 ファウラーノルドハイムトンネリング現象によって、 電流が流 れ、 フローティ ングゲート内の電荷量(31?が変化する。 ここで、 フローティ ング ゲー卜の電位を 0F Sとすると、

Figure imgf000019_0001
(CpVp+CTVT+QF) / (Cp+CT+C0) ' … (7) 80 1, 80 で are floating gates separated by a switching transistor 805. Reference numeral 80 denotes the gate electrode of the NMOS transistor 802. 803 is a PMOS transistor, and 804 is an NMOS transistor. Gate Ichito of PM_〇 S transistor 803, NMO S transistor 804 to the signal line of the Vi, the gate of the switching transistor 805 are connected to the signal line of V s. V p is Ri electrode der for programming pulse application, also used as an input gate Bok for determining the potential of the floating gate Ichito 80 1. V E is also an electrode for applying a programming pulse. Between the floating gate 801 and the write electrode 807, for example, a thickness of 10 OA When the Sio 2 film is formed and the potential difference between them is sufficiently large, for example, about 10 V, a current flows due to the Fowler-Nordheim tunneling phenomenon, and the amount of charge (31 ? Here, if the potential of the floating gate is 0 F S ,
Figure imgf000019_0001
(CpVp + C T V T + Q F ) / (C p + C T + C 0 ) '… (7)

となる。 ここで、 Cnは、 Vp電極 806とフローティングゲート 801の間の容 量、 CTは、 VT電極 807とフローティングゲ一ト 801間の容量、 CQは浮遊 容量である。 また、 電極 808と電極 807との間の容量を CEとする。 動作は、 実施例 1の NMOS 105が無くなって、 代わりに、 スイッチングト ランジス夕 805が加わっただけで、 Vp> VE, Vs, VTの、 どの電極の 電位変化も一緒である。 Becomes Here, C n is capacity between V p electrode 806 and the floating gate 801, C T is the capacitance between V T electrode 807 and the floating gate Ichito 801, the C Q a stray capacitance. Further, the capacitance between the electrode 808 and the electrode 807 is CE . Operation is lost NMOS 105 of Example 1, instead, only the switching bets Rungis evening 805 is applied, V p> V E, V s, the V T, the potential change of which electrode also together.

この原理は、 スィツチングトランジスタ 205を OFFすればフローティング ゲートは 801と 80 Γ の 2つの部分で分離されているため、 電子の注入、 或 いは、 引き抜きの際に、 Vp、 或いは、 vEにプログラミングパルスが印加されて も NMO S 802のゲート 80 Γ の電位は一定である。 これによつて、 807 電極に読み出された値 0F S— νΤΝ*は Vp、 或いは、 にプログラミングパルス 力仰加されている間も一定に保たれる。 従って、 第一の実施例と同等の効果が得 られる。 The principle is that if the switching transistor 205 is turned off, the floating gate is separated by two parts, 801 and 80 °, so that when electrons are injected or extracted, V p or v E Even if a programming pulse is applied to the NMOS 802, the potential of the gate 80 # of the NMOS 802 is constant. As a result, the value 0 F S — ν ΤΝ * read out to the 807 electrode is kept constant while the programming pulse is applied to V p or. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(実施例 3 )  (Example 3)

図 9は本発明の第 3の実施例である。  FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.

図 1と異なるのは、 図 1における PMOSトランジスタ 103が NMOSトラ ンジス夕 904に置き変わり NMOSトランジスタ 904のゲ一ト電極が Vsの 信号線に接続されていること、 及び、 NMOSトランジスタ 105が無くなった ことである。 Figure 1 is different from, the PMOS transistor 103 in FIG. 1 gate one gate electrode of the NMOS transistor 904 turns placed NMOS tiger Njisu evening 904 is connected to a signal line of V s, and, NMOS transistor 105 is no longer That is.

901は、 フローティングゲ一トであり、 NMOSトランジスタ 902のゲー ト電極となっている。 903は、 NMOSトランジスタである。 NMOS 903 のゲートは V」の信号線に接続されている。 Vpはプログラミングパルス印加用の 電極であり、 フローティングゲート 901の電位を決めるための入力ゲートとし ても用いられる。 また、 vEも、 プログラミングパルス印加用の電極である。 フ ローティングゲ一ト 901と、 書き込み電極 906の間には、 例えば、 10 OA の厚さの S i 02膜が形成されており、 両者の電位差が十分大きく、 例えば、 10V程度になったとき、 ファウラーノルドハイムトンネリング現象によって、 電流が流れ、 フローティングゲ一ト 901内の電荷量。!^が変化する。 ここで、 フローティングゲートの電位を 0F Sとすると、

Figure imgf000020_0001
(CpVp+CTVT+Qp) / (Cp+CT+C0) … (8) Reference numeral 901 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 902. 903 is an NMOS transistor. The gate of the NMOS 903 is connected to the V "signal line. Vp is an electrode for applying a programming pulse, and is also used as an input gate for determining the potential of the floating gate 901. V E is also an electrode for applying a programming pulse. H Between the loading gate 901 and the write electrode 906, for example, a SiO 2 film having a thickness of 10 OA is formed. When the potential difference between the two is sufficiently large, for example, when the voltage becomes about 10 V, Fowler A current flows due to the Nordheim tunneling phenomenon, and the amount of charge in the floating gate 901. ! ^ Changes. Here, if the potential of the floating gate is 0 F S ,
Figure imgf000020_0001
(C p Vp + C T V T + Qp) / (C p + C T + C 0 )… (8)

となる。 ここで、 Cpは、 Vp電極 905とフローティングゲート 901の間の容 量、 CTは、 VT電極 906とフローティングゲ一ト間の容量、 C。は浮遊容量で ある。 また、 VE電極 907と電極 906との間の容量を CEとする。 Becomes Here, C p is capacity between V p electrode 905 and the floating gate 901, C T is V T electrode 906 and the floating gate capacitance between one bets, C. Is the stray capacitance. Further, the capacitance between the V E electrode 907 and the electrode 906 and C E.

動作は、 実施例 1の PMO S 103と NMO S 1 05が無くなって、 代わり に、 NMO S トランジスタ 904が加わっただけで、 Vp, VE, VP, vTの、 どの電極の電位変化も一緒である。 The operation is as follows. With the elimination of the PMO S103 and the NMO S 105 of the first embodiment, instead of the addition of the NMOS transistor 904, the potential change of any of the electrodes V p , V E , V P , and v T Is also the same.

この原理は、 NMOSトランジスタ 904を OFFすれば、 NMO Sトランジ スタ 902のドレイン端子が電源から切断されるため、 電子の注入、 或いは、 弓 I き抜きの際に、 Vp、 或いは、 VEにプログラミ ングパルスが印加されても NMO S 902のソース端子、 即ち、 VT電極 906の電位は一定である。 これ によって、 906電極に読み出された値 ø 一 VTN*は、 Vp、 或いは、 VEにプ ログラミングパルスが印加されている間も一定に保たれる。 従って、 第一の実施 例と同等の効果が得られる。 The principle is that if the NMOS transistor 904 is turned off, the drain terminal of the NMOS transistor 902 is cut off from the power supply, so that when electrons are injected or the bow I is cut out, V p or V E the source terminal of NMO S 902 programming Nguparusu is be applied, i.e., the potential of V T electrode 906 is constant. Thus, single V TN * values ø read the 906 electrodes, V p, or even while the Programmer ramming pulse V E is applied remains constant. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(実施例 4 )  (Example 4)

以上実施例 1乃至 3に於いて、 フローティングゲートをもつ NMOSトランジ スタを PM〇 S トランジスタと置き換えて、 Viの信号線に接続しているゲート をもつトランジスタの極性を逆にして、 即ち、 NMOSトランジスタを PMOS トランジスタに、 PMOSトランジスタを NMOSトランジスタに置き換えて、 更に、 2つの電源供給線の極性を逆にし、 信号線 Viを反転 Viにしても、 実施例 1と同様の動作で実施例 1と同等の効果が得られる。  In the first to third embodiments, the NMOS transistor having the floating gate is replaced with the PM〇S transistor, and the polarity of the transistor having the gate connected to the signal line of Vi is reversed, ie, the NMOS transistor Is replaced with a PMOS transistor, the PMOS transistor is replaced with an NMOS transistor, and the polarity of the two power supply lines is reversed, and the signal line Vi is also inverted. The effect of is obtained.

【数 3】 反転 V,· ··· vT (以下同じ) (実施例 5 ) [Equation 3] Inversion V, ··· vT (Example 5)

図 1 0は本発明の第 5の実施例を示す回路図である。  FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

図 1と異なるのは、 図 1に於ける NMOSトランジスタ 102が PMOS トラ ンジス夕 1002に置き変わり、 図 1における VT電極 107が図 1における NMO S トランジスタ 102のソース端子ではなく、 PMO S トランジスタ 1002のソース端子に接続され、 図 1に於ける NMOS トランジスタ 105が 無くなつたことである。 Figure 1 is different from, instead placed in the NMOS transistor 102 is PMOS tiger Njisu evening 1002 1, not the source terminal of the NMO S transistor 102 V T electrode 107 in FIG. 1 in FIG. 1, PMO S transistor 1002 This means that the NMOS transistor 105 in FIG. 1 has been eliminated.

図 10で、 1001は、 フローティングゲ一トであり、 PMOS トランジスタ 1002のゲート電極となっている。 1003は、 PMO S トランジスタ、 1004は NMOS トランジスタである。 PMOS 1003, NMOS 1004 のゲートは の信号線に接続されている。 Vpはプログラミングパルス印加用の 電極であり、 フローティングゲ一ト 1001の電位を決めるための入力ゲー卜と しても用いられる。 また、 vEも、 プログラミングパルス印加用の電極である。 フローティングゲ一ト 1001と、 書き込み電極 1006の間には、 例えば、 100Aの厚さの S i 00膜が形成されており、 両者の電位差が十分大きく、 例 えば、 10V程度になったとき、 ファウラーノルドハイムトンネリング現象によ つて、 電流が流れ、 フローティングゲ一ト 1001内の電荷量<3}?が変化する。 ここで、 フローティングゲートの電位を 0F Sとすると、 In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a floating gate, which is the gate electrode of the PMOS transistor 1002. 1003 is a PMOS transistor and 1004 is an NMOS transistor. The gates of PMOS 1003 and NMOS 1004 are connected to the signal line. The V p is an electrode for programming pulse application, even if the input gate Bok for determining the potential of the floating gate Ichito 1001 used. V E is also an electrode for applying a programming pulse. A floating gate Ichito 1001, between the write electrode 1006, for example, is formed with S i 0 0 film thickness of 100A, both sufficiently large potential difference, if example embodiment, when it is about 10V, A current flows due to the Fowler-Nordheim tunneling phenomenon, and the charge <3 }? In the floating gate 1001 changes. Here, if the potential of the floating gate is 0 F S ,

0F S= (CpVp+CTVT+QF) / (Cp+CT+C0) … (9) 0 F S = (CpV p + C T V T + Q F ) / (C p + C T + C 0 )… (9)

となる。 ここで、 Cpは、 Vp電極 1005とフローティングゲ一ト 1001の間 の容量、 CTは、 VT電極 1006とフローティングゲート間の容量、 CQは浮遊 容量である。 また、 VE電極 1007と電極 1006との間の容量を CEとする。 動作は、 実施例 1の NMO S 105が無くなり、 VPの信号線も無くなつただ けで、 λ^, Vp, vEの電位変化は同一である。 注意すべき点は、 PMOS 1003, NMO S 1004のゲートが V ではなく反転 Viの信号線に 接続されていることである。 これによつて、 電極 1006の電位 VTは V.= vDD、 即ち、 反転 のときには、Becomes Here, C p is the capacitance between V p electrode 1005 and the floating gate Ichito 1001, the C T, capacitance between V T electrode 1006 and the floating gate, the C Q a stray capacitance. Further, the capacitance between the V E electrode 1007 and the electrode 1006 and C E. Operation, there is no NMO S 105 of the first embodiment, the signal line of V P without any summer however the only, lambda ^, the potential change of V p, v E are identical. Note that the gates of PMOS 1003 and NMOS 1004 are connected to the signal line of Vi instead of V. Thus, the potential V T of the electrode 1006 is V. = v DD , that is,

Figure imgf000021_0001
vT= vDDとなっている力、 、
Figure imgf000021_0001
v T = v DD force ,,

VDD、 即ち、 反転 Vi-NDDになったときには、 実施例 1と同様に電極 1006 の電位 は ^一 VTP-となる。 ただし、 VTP*は PMO S トランジスタ 1002のフローティングゲ一卜から見た閾値である。 この状態で Vpもしくは vEに正のプログラム電圧を印加する。 When V DD , that is, the inverted Vi-NDD, the potential of the electrode 1006 becomes ^ 1 V TP- as in the first embodiment. However, VTP * is a PMOS transistor This is the threshold as viewed from 1002 floating gate. The positive program voltage is applied to V p or v E in this state.

この原理は、 PMOS トランジスタ 1 002のフローティングゲ一卜に正の電 圧を印加すると PMOS トランジスタ 1 002がオフしてしまうことを利用し て、 った後で、 電子の注入、 或いは、 引き抜

Figure imgf000022_0001
This principle utilizes the fact that applying a positive voltage to the floating gate of the PMOS transistor 1002 turns off the PMOS transistor 1002, and then injecting or extracting electrons afterwards.
Figure imgf000022_0001

きの際に、 Vp、 或いは、 νπに正のプログラミ ングパルスが印加されても PMO S 1 002のソース端子、 即ち、 VT電極 1 006の電位は一定である。 これによつて、 1 006電極に読み出された値 0F S— VTp*は、 Vp、 或いは、 にプログラミングパルスが印加されている間も一定に保たれる。 従って、 第 一の実施例と同等の効果が得られる。 During came, V p, or, the source terminal of the PMO S 1 002 be positive programming Nguparusu is applied to the [nu [pi, i.e., the potential of V T electrode 1 006 is constant. Yotsute thereto, 1 006 read to the electrodes value 0 F S - V Tp * is, V p, or, even while the program pulse is applied to be kept constant. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(実施例 6 )  (Example 6)

図 1 1は実施例 6を説明する回路図である。 この図のように、 ディファレンシ ャルにして用いても良い。 図 1 1で、 1 1 0 1はフローティングゲ一トであり、 NMO S トランジスタ 1 102、 PMOS トランジスタ 1 1 03のゲート電極に なっている。 λ , V—は、 それぞれこの回路の 2つの端子 1 1 04、 1 1 04' に現れる出力電圧であり、 電極 1 1 05と、 コンデンサ C^ C0を介して結合し ている。 1 1 06は NMOS トランジスタでそのゲート電極は、 信号線 Vsに接 続されている。 VC=VDDで NMOS 1 1 06がオンしていて、 フローティング ゲート 1 1 0 1の電位を 0F S、 とし、 NMOS トランジスタ 1 1 02、 PMOS トランジスタ 1 1 03の閾値をそれぞれ、 νΤΝ*、 VTp*とすると、FIG. 11 is a circuit diagram illustrating the sixth embodiment. As shown in this figure, it may be used as a differential. In FIG. 11, reference numeral 1101 denotes a floating gate, which is a gate electrode of the NMOS transistor 1102 and the PMOS transistor 1103. lambda, V- are each two terminals 1 1 04, 1 output voltage appearing at 1 04 'of the circuit, the electrode 1 1 05 are coupled through the capacitor C ^ C 0. 1 1 06 has a gate electrode of an NMOS transistor is connected to the signal line V s. At V C = V DD , the NMOS 1106 is on, the potential of the floating gate 1101 is set to 0 F S , and the threshold values of the NMOS transistor 1102 and the PMOS transistor 1103 are ν ΤΝ * , V Tp *,

Figure imgf000022_0002
ときには、 V+= 0、 V— = VDDとなり、 例えば、 Cj - C9、 電極 1 1 05がフ ローティ ングであるとすると、 1 1 05の電位 VEは VE= VDDZ2になり、 V^ Oのときには、 V + = 0F S— VTN*、 V— =0F S—VTp*となり、 1 1 05の 電位 は VE= (20F S— νΤΙ — VTp*) Z2となり、 フローティングゲートの 電圧がある定数シフトした値が読み出される。 。 もし、 I VTN* I = I VTp* Iで あれば、 VE=0F Sとなり、 電極 1 1 05には、 フローティングゲートの電圧が そのまま読み出される。
Figure imgf000022_0002
Sometimes, V + = 0, V— = V DD . For example, if Cj-C 9 and electrode 1105 are floating, the potential V E of 1105 becomes V E = V DD Z2, at the time of the V ^ O is, V + = 0 F S - V TN *, V- = 0 F S -V Tp * , and the 1 1 05 of the potential V E = (20 F S - ν ΤΙ - V Tp *) It becomes Z2, and the value of the floating gate voltage is read by a certain constant shift. . If any IV TN * I = IV Tp * I, V E = 0 F S becomes, the electrode 1 1 05, the voltage of the floating gate is read out as it is.

電子の注入、 弓 Iき抜きを行う場合は、 として適当な電圧を印加して、 実施 例 1と同様の動作により、 実施例 1と同等の効果が得られる。 更に 1 1 0 7の部分は、 そっくり、 そのまま、 実施例 2乃至 4で置き換えても よいのはいうまでもない。 また、 図 1 2のような回路でも同等の効果が得られ る。 In the case of injecting electrons and punching out the bow I, the same operation as in the first embodiment can be obtained by applying an appropriate voltage as and performing the same operation as in the first embodiment. Further, it is needless to say that the portion of 107 may be completely replaced with the second to fourth embodiments. The same effect can be obtained with a circuit as shown in FIG.

(実施例 7 )  (Example 7)

図 1 3は実施例 7を表す回路図である。 '  FIG. 13 is a circuit diagram illustrating the seventh embodiment. '

これは、 実施例 1の図 1における電極 1 0 8をニューロン回路 1 3 0 2の C M O S レ M O Sィンバ一夕のゲート電極とし、 スィツチングトランジスタ 1 3 0 4を介して、 信号線 VEと結合させたものである。 This electrode 1 0 8 in FIG. 1 of Example 1 as a neuron circuit 1 3 0 2 of CMOS les MOS Inba Isseki gate electrode, through the sweep rate Tsu quenching transistor 1 3 0 4, combined with the signal line V E It was made.

この回路では、 1 3 0 1はニューラルネッ 卜ワークのシナプスとして用いた場 合を示している。  In this circuit, 1301 indicates a case where the circuit is used as a synapse of a neural network.

電子の注入、 弓 Iき抜きを行う場合は、 スィッチトランジスタ 1 3 0 4をオンに して、 として適当な電圧を印加して、 実施例 1と同様の動作により、 実施例 1と同等の効果力得られる。  When electron injection and bow I extraction are performed, switch transistor 1304 is turned on, an appropriate voltage is applied, and the same operation as in embodiment 1 is performed. Powerful.

フローティングゲ一ト 1 3 0 6の電位を読み出すときはスィツチトランジスタ 1 3 0 4をオフにして、 電極 1 3 0 7をフローティングにして を 0または、 VDDにすると、 1 3 0 7に容量結合により読み出された値により、 ニューロン回 路 1 3 0 2の出力が決まる。 To read the potential of the floating gate 1306, turn off the switch transistor 1304, float the electrode 1307, and set to 0 or V DD. The value read by determines the output of neuron circuit 132.

1 3 0 7において、 1 3 0 1と 1 3 0 2を分離するスィツチトランジスタを設 けても構わない。  In 1307, a switch transistor for separating 1301 and 1302 may be provided.

更に、 1 3 0 1は実施例 6の様に、 ディファレンシャルとして用いても構わな い。  Further, 1301 may be used as a differential as in the sixth embodiment.

以上の実施例 1乃至 7においてプログラム電圧印加用電極は、 複数であって も構わない。 複数にすることによって、 選択的にプログラミングできるようにな る。 また、 実施例 1乃至 7相互を適宜複数組み合わせればより優れた効果が得ら れることはいうまでもない。 産業上の利用可能性  In the above-described first to seventh embodiments, the program voltage application electrode may be plural. Having more than one allows for selective programming. Needless to say, more excellent effects can be obtained by appropriately combining the first to seventh embodiments. Industrial applicability

本発明によれば、 、 少数の素子によってシナプス結合が構成でき、 しかも電力 消費が非常に少ないため、 神経回路網の高集積化、 低電力化が可能となる。 さら に高精度のシナプス加重値の変更が可能となり、 これによつて初めて実用的なレ ベルのニューロンコンピュータチップを実現することができるのである。 According to the present invention, a synaptic connection can be formed by a small number of elements, and the power consumption is very small, so that a highly integrated and low power neural network can be realized. Further Therefore, it is possible to change the synapse weight value with high precision, and this makes it possible to realize a practical level neuron computer chip for the first time.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims 1 . 電気的に絶縁されたフローティングゲートと、 前記フローティングゲート と第 1の絶縁膜を介して設けられた電荷注入用の第 1の電極と、 前記フローティ ングゲートと第 2の絶縁膜を介して設けられたプログラミングパルス印加用の少 なくとも 1つの第 2の電極と、 前記フローティングゲ一トをゲ一ト電極とする少 なくとも 1つの M〇 S型トランジスタを有し、 前記 MO S型トランジスタのソー ス電極より供給される電荷により前記第 1の電極の電位を、 前記フローティング ゲー卜の電位より決定される所定の値に設定する機構と、 前記第 2の電極に所定 の電圧パルスを印加することにより、 前記フローティングゲ一トと前記第 1の電 極との間で前記第 1の絶縁膜を介して電荷の授受を生ぜしめる機構を有すること を特徴とする半導体装置。 1. An electrically insulated floating gate, a first electrode for charge injection provided via the floating gate and a first insulating film, and provided via the floating gate and a second insulating film. At least one second electrode for applying a programming pulse, and at least one MS transistor using the floating gate as a gate electrode. A mechanism for setting the potential of the first electrode to a predetermined value determined by the potential of the floating gate by a charge supplied from a source electrode, and applying a predetermined voltage pulse to the second electrode A semiconductor device having a mechanism for transferring charges between the floating gate and the first electrode via the first insulating film. . 2 . 前記第 1の電極と前記 MO S型トランジスタのソースとが、 少なくとも 1 つのスィツチングトランジスタを介して接続されていることを特徴とする請求項 1記載の半導体装置。  2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode and a source of the MOS transistor are connected via at least one switching transistor. 3. 前記フローティングゲ一卜の前記 MO S型トランジスタのゲ一ト電極部を 有する第 1の領域と、 前記フローティングゲ一卜の前記第 1及び第 2の電極と対 向する部分を含む第 2の領域とを有し、 前記第 1及び第 2の領域を隔てる領域 に、 スィツチングトランジスタが設けられていることを特徴とする請求項 1また は 2記載の半導体装置。  3. A first region having a gate electrode portion of the mos transistor of the floating gate, and a second region including a portion of the floating gate facing the first and second electrodes. 3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a switching transistor provided in a region separating the first and second regions. 4. 4 . 前記 MO S型トランジスタのドレインと電源供給ラインとが少なくとも 1 つのスィツチングトランジスタを介して接続されていることを特徴とする請求項 1ないし 3の L、ずれか 1項記載の半導体装置。  4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a drain of the MOS transistor and a power supply line are connected via at least one switching transistor.
PCT/JP1994/002000 1993-11-30 1994-11-29 Semiconductor device Ceased WO1995015580A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP95901606A EP0739040A1 (en) 1993-11-30 1994-11-29 Semiconductor device
US08/656,288 US5818081A (en) 1993-11-30 1994-11-29 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5/300670 1993-11-30
JP30067093A JP3289748B2 (en) 1993-11-30 1993-11-30 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995015580A1 true WO1995015580A1 (en) 1995-06-08

Family

ID=17887660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1994/002000 Ceased WO1995015580A1 (en) 1993-11-30 1994-11-29 Semiconductor device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5818081A (en)
EP (1) EP0739040A1 (en)
JP (1) JP3289748B2 (en)
WO (1) WO1995015580A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997023905A3 (en) * 1995-12-22 1997-08-28 Siemens Ag Method of producing a neuron mos transistor on the basis of a cmos process
RU2173006C2 (en) * 1999-11-04 2001-08-27 Бубенников Александр Николаевич Three-dimensional neurostructure
RU2175460C2 (en) * 1999-11-15 2001-10-27 Бубенников Александр Николаевич Composite planar silicon-on-insulator neurostructure for ultralarge integrated circuits
US12141546B2 (en) 2018-03-30 2024-11-12 Sony Group Corporation Product-sum calculation device and product-sum calculation method

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177612A (en) * 1996-10-16 1998-06-30 Hiroto Yasuura Logical operation circuit
JPH10224224A (en) * 1997-02-03 1998-08-21 Sunao Shibata Semiconductor arithmetic unit
JPH10283793A (en) * 1997-02-06 1998-10-23 Sunao Shibata Semiconductor circuit
US5806054A (en) * 1997-02-14 1998-09-08 National Semiconductor Corporation Neuron MOSFET module structure for binary logic circuits
JPH10260817A (en) 1997-03-15 1998-09-29 Sunao Shibata Semiconductor arithmetic circuit, and dta processor
JPH10257352A (en) 1997-03-15 1998-09-25 Sunao Shibata Semiconductor arithmetic circuit
JP4066211B2 (en) * 1997-06-06 2008-03-26 財団法人国際科学振興財団 Charge transfer amplifier circuit, voltage comparator and sense amplifier
DE19741209C1 (en) * 1997-09-18 1999-01-21 Siemens Ag Cellular neural network for image processing
JPH1196276A (en) 1997-09-22 1999-04-09 Sunao Shibata Semiconductor arithmetic circuit
JP3305267B2 (en) * 1998-08-07 2002-07-22 株式会社モノリス Synapse element, threshold circuit and neuron device
US6829598B2 (en) 2000-10-02 2004-12-07 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for modeling a neural synapse function by utilizing a single conventional MOSFET
JP4663094B2 (en) * 2000-10-13 2011-03-30 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device
JP2004146403A (en) * 2002-10-21 2004-05-20 Advantest Corp Transmission circuit, cmos semiconductor device and method for designing
JP4780968B2 (en) * 2005-01-25 2011-09-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Reference voltage circuit
GB0506253D0 (en) * 2005-03-29 2005-05-04 Univ Ulster Electronic synapse device
US20070096777A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-03 Dacheng Zhou Differential driver
KR100888483B1 (en) * 2007-05-16 2009-03-12 삼성전자주식회사 Reference bias circuit compensates for process variation
JP2009080892A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Toshiba Corp Semiconductor memory device
US7859320B2 (en) * 2008-03-14 2010-12-28 Via Technologies, Inc. Level shifter and level shifting method
US8694452B2 (en) * 2010-07-07 2014-04-08 Qualcomm Incorporated Methods and systems for CMOS implementation of neuron synapse
US8832009B2 (en) * 2012-05-15 2014-09-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electronic charge sharing CMOS-memristor neural circuit
JP5858020B2 (en) * 2013-10-03 2016-02-10 株式会社デンソー Group information memory recognition device
US11055607B2 (en) 2016-06-20 2021-07-06 International Business Machines Corporation Neural network using floating gate transistor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03144785A (en) * 1989-10-31 1991-06-20 Fujitsu Ltd Neuro element
JPH04333184A (en) * 1991-05-09 1992-11-20 Mitsubishi Electric Corp synaptic expression circuit
JPH0620076A (en) * 1992-03-12 1994-01-28 Intel Corp Neuro network adapated to parallel synapse weight adjustment related to correlative learning algorithm
JPH06125049A (en) * 1992-06-03 1994-05-06 Sunao Shibata Semiconductor device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4258378A (en) * 1978-05-26 1981-03-24 Texas Instruments Incorporated Electrically alterable floating gate memory with self-aligned low-threshold series enhancement transistor
JPS6288368A (en) * 1985-10-15 1987-04-22 Seiko Instr & Electronics Ltd semiconductor non-volatile memory
JP2662559B2 (en) * 1989-06-02 1997-10-15 直 柴田 Semiconductor device
US5280446A (en) * 1990-09-20 1994-01-18 Bright Microelectronics, Inc. Flash eprom memory circuit having source side programming
US5420822A (en) * 1992-03-31 1995-05-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
JP3269659B2 (en) * 1992-05-27 2002-03-25 直 柴田 Semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03144785A (en) * 1989-10-31 1991-06-20 Fujitsu Ltd Neuro element
JPH04333184A (en) * 1991-05-09 1992-11-20 Mitsubishi Electric Corp synaptic expression circuit
JPH0620076A (en) * 1992-03-12 1994-01-28 Intel Corp Neuro network adapated to parallel synapse weight adjustment related to correlative learning algorithm
JPH06125049A (en) * 1992-06-03 1994-05-06 Sunao Shibata Semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997023905A3 (en) * 1995-12-22 1997-08-28 Siemens Ag Method of producing a neuron mos transistor on the basis of a cmos process
RU2173006C2 (en) * 1999-11-04 2001-08-27 Бубенников Александр Николаевич Three-dimensional neurostructure
RU2175460C2 (en) * 1999-11-15 2001-10-27 Бубенников Александр Николаевич Composite planar silicon-on-insulator neurostructure for ultralarge integrated circuits
US12141546B2 (en) 2018-03-30 2024-11-12 Sony Group Corporation Product-sum calculation device and product-sum calculation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3289748B2 (en) 2002-06-10
EP0739040A1 (en) 1996-10-23
JPH07153924A (en) 1995-06-16
US5818081A (en) 1998-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1995015580A1 (en) Semiconductor device
JP3122756B2 (en) Semiconductor device
US4950917A (en) Semiconductor cell for neural network employing a four-quadrant multiplier
US5621336A (en) Neuron circuit
JP3438241B2 (en) Semiconductor neural circuit device
JP2662559B2 (en) Semiconductor device
US4904881A (en) EXCLUSIVE-OR cell for neural network and the like
US5028810A (en) Four quadrant synapse cell employing single column summing line
US4999525A (en) Exclusive-or cell for pattern matching employing floating gate devices
Lee et al. Integrated neuron circuit for implementing neuromorphic system with synaptic device
US10741611B1 (en) Resistive processing units with complementary metal-oxide-semiconductor non-volatile analog memory
JP3269659B2 (en) Semiconductor device
JP3119392B2 (en) Semiconductor device
Borgstrom et al. Programmable current-mode neural network for implementation in analogue MOS VLSI
WO2019188160A1 (en) Product-sum operation device and product-sum operation method
CN111639757B (en) Simulation convolution neural network based on flexible material
CN112819148A (en) Pulse neuron network based on floating gate transistor
JPH07226085A (en) Semiconductor circuit
Shibata et al. A self-learning neural-network LSI using neuron MOSFETs
US20240428062A1 (en) Neuron metal oxide semiconductor devices and circuits fabricated with cmos logic process technology
Sage et al. MNOS/CCD circuits for neural network implementations
KR20250071607A (en) Neuromorphic semiconductor devices and operating methods
JPH11260943A (en) 4-terminal device
Lansner et al. A Neuron-and a Synapse Chip for Artificial Neural Networks
JPH09237307A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1995901606

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08656288

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1995901606

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1995901606

Country of ref document: EP